ALÜMĠNYUM FOLYO HADDELEMEDE KULLANILAN MERDANELERĠN TAġLAMA OPERASYONU ĠLE KAZANDIKLARI YÜZEY ÖZELLĠKLERĠNĠN HADDELEME PROSESĠNE ETKĠLERĠ

Transkript

1 ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ ALÜMĠNYUM FOLYO HADDELEMEDE KULLANILAN MERDANELERĠN TAġLAMA OPERASYONU ĠLE KAZANDIKLARI YÜZEY ÖZELLĠKLERĠNĠN HADDELEME PROSESĠNE ETKĠLERĠ YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Yavuz YILDIZ Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 07 Temmuz 2011 Tezin Savunulduğu Tarih : 07 Haziran 2011 Tez DanıĢmanı : Prof. Dr. Hüseyin ÇĠMENOĞLU (ĠTÜ) Diğer Jüri Üyeleri : Prof. Dr. Eyüp Sabri KAYALI (ĠTÜ) Prof. Dr. Mehmet KOZ (MÜ) HAZĠRAN 2011

2 ii

3 ÖNSÖZ Tezimin hazırlanmasında her zaman olumlu yaklaģımı ve ürettiği çözümlerle çalıģma isteğimi arttıran,karģılaģılan sorunlarda her zaman motive olmamı sağlayan ve tüm yoğunluğuna ve yorgunluğuna rağmen bana sürekli vakit ayırarak bu tezi yazmamı mümkün kılan sayın hocam Prof. Dr. Hüseyin ÇĠMENOĞLU na sonsuz teģekkürlerimi sunarım. Tezimin en kritik noktasında iyi niyetli yaklaģımlarıyla yardımlarını esirgemeyen Kocaeli Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölüm BaĢkanı Sayın Prof. Dr. Muzaffer ZEREN e sonsuz teģekkürlerimi sunarım. ÇalıĢmalarım sırasında laboratuarlarını rahatça kullandığım ASSAN Alüminyum Tuzla tesisleri AR-GE Labaratuarı mühendisleri olan Anıl PASTIRMACI,CEMĠL IġIKSAÇAN ve Onur BĠRBAġAR a teģekkür ederim. Tez çalıģmam sırasında benden yardımlarını esirgemeyen ASSAN Alüminyum Mekanik Atölye Yöneticisi Sayın Cem ALUÇ a teģekkür ederim. Her türlü zorlukla mücadele ederek bu günlere gelmemde en büyük pay sahibi olan aileme ve her zaman yanımda olan biricik eģim Nurdan YILDIZ a canı gönülden teģekkür ederim. Mayıs 2011 Yavuz Yıldız iii

4 iv

5 ĠÇĠNDEKĠLER v Sayfa ÖNSÖZ... iii ĠÇĠNDEKĠLER... v KISALTMALAR... vii ÇĠZELGE LĠSTESĠ... viii ġekġl LĠSTESĠ... ix ÖZET... x SUMMARY... xii 1.GĠRĠġ HADDELEME Soğuk Haddeleme Soğuk Haddelemede Sürtünme Sürtünme ÇeĢitleri ve Sürtünme Kuvveti Sürtünme Katsayısı Sıcak Haddeleme ALÜMĠNYUM ALAġIMLARI FOLYO ÜRETĠMĠ Alüminyum AlaĢımları Folyo Üretim Kademeleri Alüminyum Folyo Üretim Hataları ALÜMĠNYUM FOLYO HADDELEMEDE KULLANILAN MERDANE ÖZELLĠKLERĠ Fiziksel Özellikler Merdane Düzenleri Merdanelerin YassılaĢması Yağlamanın Etkisi Yüzey Morfolojisi ve Pürüzlülük Parametreleri Merdanelere Yüzey Özelliklerini Kazandıran TaĢlama TaĢı Özelikleri AĢındırıcı ÇeĢitleri Doğal AĢındırıcılar Yapay AĢındırıcılar Bağlayıcılar TaĢlama TaĢı ve AĢındırıcı Topografisi Temel TaĢlama TaĢı Geometrisi Mikrotoprafi ve AĢındırıcının Topografik Parametreleri TaĢlama TaĢı Yüzeyi Ölçüm ve Görüntüleme Yöntemleri TAġLAMA TaĢlama TaĢının ÇalıĢma Teorisi TaĢlama TaĢının Kullanılmasını Etkileyen Faktörler Silindirik TaĢlamada Yüzey Düzgünlüğü ve TaĢ Sertliği Merdane TaĢlama Hataları Vuruntu Yırtık Dalga Ġzi... 70

6 5.4.4 Çevresel TaĢ Ġzi Otlama Ġzi Renk Farklılığı DENEYSEL ÇALIġMA Merdaneler Bazında Yapılan Ölçümler Merdanelerin TaĢlanması Merdanelerin Replika Numunelerinin Alınması Merdane Yüzeylerinin Optik Mikroskop Ġncelemeleri Malzeme Bazında Yapılan Ölçümler Malzeme Yüzey Özellikleri Ölçümleri Mikroskop ve EDS ÇalıĢmaları Üretim Parametrelerinin Ölçülmesi SONUÇLAR VE ĠRDELEME Merdaneleden Alınan Replika Numunelerinin Yüzey Pürüzlülüğü Ölçüm Sonuçları Merdane Yüzeyi Optik Mikroskop Ġnceleme Sonuçları HaddelenmiĢ Alüminyum Folyo Malzemesi Yüzey Pürüzlülüğü Ölçüm Sonuçları Haddelemede OluĢan Kopmaların SEM ve EDS Sonuçları Haddeleme Proses Parametreleri Ölçümleri Deney Sonuçlarının Değerlendirilmesi GENEL SONUÇLAR KAYNAKLAR ÖZGEÇMĠġ vi

7 KISALTMALAR SEM EDS : Scanning Electron Microscope : Energy Dispersed Spectroscopy vii

8 viii

9 ÇĠZELGE LĠSTESĠ Sayfa Çizelge 4.1 : Farklı çeliklerin mekanik özellik değerleri Çizelge 4.2 : Zımpara taģı kimyasal analizi Çizelge 4.3 : SiC ve Al 2 O 3 ün sertlik ve kırılma indeksi değerleri Çizelge 4.4 : BaĢlıca aģındırıcıların malzeme özelliklerinin karģılaģtırılması Çizelge 5.1 : Fiziksel ve kimyasal özelliklerle taģlanabilirlik arasındaki iliģki Çizelge 5.2 : ÇeĢitli taģlama örnekleri için gerekli motor güçleri Çizelge 5.3 : Silindirik taģlamada malzeme çeģidine göre taģ seçimi örnekleri Çizelge 5.4 : Malzeme sertliğine göre seçilecek taģ sertlikleri Çizelge 6.1 : TaĢlama taģı sertlik grupları Çizelge 6.2 : 2B1-2B2 merdanelerinin TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlama parametreleri Çizelge 6.3 : 2B1-2B2 merdanelerinin NORTON 23A 280K11 B18 taģı ile taģlama parametreleri Çizelge 6.4 : 2B1-2B2 merdanelerinin TYROLIT 23A 320 K11 B18 taģı ile taģlama parametreleri Çizelge 6.5 : AA 8079 Alüminyum alaģımı kimyasal bileģimi Çizelge 6.6 : AA 8079 AlaĢım 1670 mm enindeki malzemeler için pasolar arası kalınlık düģüģleri ve deformasyon yüzdeleri Çizelge 7.1 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin 3D Optik profilometre cihazından elde edilen yüzey pürüzlülük değerleri Çizelge 7.2 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin ortalama pürüzlülük değerleri Çizelge 7.3 : NORTON 23A 280K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin 3D Optik profilometre cihazından elde edilen yüzey pürüzlülük değerleri Çizelge 7.4 : NORTON 23A 280K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin ortalama pürüzlülük değerleri Çizelge 7.5 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin 3D Optik profilometre cihazından elde edilen yüzey pürüzlülük değerleri Çizelge 7.6 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin ortalama pürüzlülük değerleri Çizelge 7.7 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģıyla taģlanmıģ merdane ile haddelenen malzeme yüzey pürüzlülük ölçüm sonuçları Çizelge 7.8 : NORTON 23A 280K11 B18 taģıyla taģlanmıģ merdane ile haddelenen malzeme yüzey pürüzlülük ölçüm sonuçları Çizelge 7.9: : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģıyla taģlanmıģ merdane ile haddelenen malzeme yüzey pürüzlülük ölçüm sonuçları Çizelge 7.10 : Nihai kalınlığı 7 mic. ve eni 1670 mm. Folyo malzmesi son paso üretimi parametre değerleri Çizelge 7.11 : Kullanılan her bir taģlama taģı neticesinde2b1-2b2 merdaneleriyle üretlen folyo malzemesi proses parametreleri ix

10 x

11 ġekġl LĠSTESĠ xi Sayfa ġekil 2.1 : Haddeleme prosesi teorik gösterimi... 3 ġekil 2.2 : Sürtünme kuvvetinin temas yayı boyunca değiģimi... 5 ġekil 2.3 : Temas yayı boyunca sürtünme kuvveti ve normal kuvvetin farklı çözüm yöntemlerine göre dağılımı... 7 ġekil 2.4 : Ortalama malzeme gerilmesinin etkileri... 7 ġekil 2.5 : Sürtünme katsayısı,radyal basıncın ve sürtünmenin yatay bileģenleri... 8 ġekil 2.6 : Sıfır ileri kayma metodu... 8 ġekil 3.1 : Ġkiz merdane döküm yönteminin Ģematik gösterimi ġekil 3.2 : Ġkiz merdane döküm yönteminde kullanılan merdaneler ve bölümleri ġekil 3.3 : Folyo hadde tezgahının Ģematik gösterimi ġekil 3.4 : Folyo dilme makinasının Ģematik gösterimi ġekil 3.5 : Folyo ayırma makinasının Ģematik gösterimi ġekil 3.6 : Hadde tezgahı görünümü ġekil 3.7 : Kenar ezmesinin Ģematik gösterimi ġekil 3.8 : Kenar ezmesi ġekil 3.9 : Yetersiz ezmenin Ģematik gösterimi ġekil 3.10 : Kenar dalgalanması ġekil 3.11 : Dalgalı bant oluģumunun Ģematik gösterimi ġekil 3.12 : Çeyrek bant oluģumunun Ģematik gösterimi ġekil 3.13 : Kopma numunesine yapılan SEM ve EDS analizi sonuçları ġekil 3.14 : Kopma ġekil 3.15 : Kenar kesme hatası ġekil 3.16 : Kesme bıçağı kenar dalgası ġekil 3.17 : Kenar çapağı ġekil 3.18 : Sargı kayması ġekil 3.19 : TiB2 kaynaklı iğne deliği EDS sonuçları ġekil 3.20 : 7 mikronluk AA1200 de görülen silikat kaynaklı iğne deliğinin SEM ve EDS analizi sonuçları ġekil 3.21 : 7 mikronluk AA1200 de görülen intermetalik kaynaklı iğne deliğinin SEM ve EDS analizi sonuçları ġekil 3.22 : Balıksırtı ġekil 3.23 : Oksit lekesi ġekil 3.24 : Yağ lekesi ġekil 4.1 : Ġkili merdane düzeni ġekil 4.2 : Üçlü merdane düzeni ġekil 4.3 : Ġki destek merdanesi ile desteklenmiģ bir çoklu merdane sistemi ġekil 4.4 : On iki ve yirmili düzen merdane sistemi ġekil 4.5 : Planet merdane sistemi ġekil 4.6 : Haddeleme kuvvetleri ile merdane yassılaģması ġekil 4.7 : GiriĢ kalınlığı sürtünme katsayısı iliģkisi ġekil 4.8 : TaĢlama sonucu oluģan tipik yüzey morfolojisinin SEM görüntüsü... 37

12 ġekil 4.9 : Tipik Pikler ve vadilerle oluģturulmuģ bir yüzey morfolojisi ġekil 4.10 : Farklı ölçüm metodlarıyla yapılan ölçüm sonuçları ġekil 4.11 : Aynı Ra değerine sahip üç farklı yüzey ġekil 4.12 : Rz, en yüksek beģ pik ve en derin beģ vadinin ortalaması ġekil 4.13 : ĠĢ parçası ve taģlama taģı geometrilerinin birbirleriyle uyumu ġekil 4.14 : Ġğne uçlu profilometre vasıtasıyla ince çelik levha yüzeyinin taranması 50 ġekil 4.15 : Balansı bozulan taģın operasyona olan etkisi ve yapılan düzeltme ġekil 4.16 : TaĢlama taģının yapısı ġekil 4.17 : SEM ile görüntülenmiģ poroz yapıya sahip taģlar ġekil 4.18 : Kesici kenar kütlük parametresi ġekil 4.19 : Kesici tane penetrasyon derinlikleri ġekil 4.20 : Kesici kenar yoğunluğu iģ parçası arası kontak ġekil 4.21 : Efektif Porozite yoğunluğununyüzeyden artan derinliklere doğru inildikçe azalması ġekil 4.22 : Ġğne uçlu ölçüm tekniği prensibi ġekil 4.23 : 3D Optik Profilometre görüntüleri ġekil 4.24 : Ġnce taneli taģlama taģının optik mikroskop görüntüsü ġekil 5.1 : TaĢlama taģının çalıģma teorisi ġekil 5.2 : TaĢlama taģının operasyon esnasındaki konumu ġekil 5.3 : TaĢlama taģının operasyon esnasındaki konumu(2) ġekil 5.4 : Değme alanı (taģlamanın Ģekli) ġekil 5.5 : TaĢın yüzeyindeki bir noktanın bir dakikada tam tur sayısı ġekil 5.6 : Silindirik taģlamada talaģ koparma kuvveti bileģenleri ġekil 5.7 : Vuruntu oluģumu ġekil 5.8 : Yırtık oluģumu ġekil 5.9 : Dalga izi oluģumu ġekil 5.10 : TaĢ izi oluģumu ġekil 5.11 : Otlama izi oluģumu ġekil 5.12 : Renk farkı oluģumu ġekil 6.1 : TaĢlama taģı özellikleirnin Ģematik gösterimi ġekil 6.2 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģının özellikleri ġekil 6.3 : NORTON 23A 280 K11 B18 taģının özellikleri ġekil 6.4 : TYROLIT 23A 320 K11 B18 taģının özellikleri ġekil 7.1 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin 3D Optik Profilometre replika numne görüntüsü ġekil 7.2 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin X ve Y kesitleri boyunca ortalama pürüzlülük değerleri ġekil 7.3 : NORTON 23A 280 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin 3D Optik Profilometre replika numne görüntüsü ġekil 7.4 : NORTON 23A 280 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin X ve Y kesitleri boyunca ortalama pürüzlülük değerleri ġekil 7.5 : TYROLIT 23A 320 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin 3D Optik Profilometre replika numne görünt ġekil 7.6 : TYROLIT 23A 320 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin X ve Y kesitleri boyunca ortalama pürüzlülük değerleri ġekil 7.7 : 2B1-2B2 merdanelerinin TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile elde edilen yüzeyi ġekil 7.8 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdane yüzeyinde oluģan taģlama kaynaklı izler xii

13 ġekil 7.9 : 2B1-2B2 merdanelerinin NORTON 89A 280 K11 B18 taģı ile elde edilen yüzeyi ġekil 7.10 : 2B1-2B2 merdanelerinin TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile elde edilen yüzeyi ġekil 7.11 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanelerin malzeme yüzey pürüzlülük ölçüm grafiği ġekil 7.12 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdaneler ile üretilen malzemede oluģan ilk kopma numuneleri ġekil 7.13 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdaneler ile üretilen malzemede oluģan kopma numuneleri SEM ve EDS sonuçları ġekil 7.14 : NORTON 23A 280 K11B18 taģının özellikleri taģı ile taģlanan merdaneler ile üretilen malzemede oluģan kopma numune görüntüeri.. 89 ġekil 7.15 : NORTON 23A 280 K11B18 taģı ile taģlanan merdaneler ile üretilen malzemede oluģan ilk kopma numuneleri SEM ve EDS sonuçları ġekil 7.16 : NORTON 23A 280 K11B18 taģı ile taģlanan merdaneler ile üretilen malzemede oluģan ikinci kopma numuneleri SEM ve EDS sonuçları ġekil 7.17 : TYROLIT 23A 320 K11 B18 taģı ile taģlanan merdaneler ile üretilen malzemede oluģan ilk kopma numuneleri SEM ve EDS sonuçları xiii

14 xiv

15 ALÜMĠNYUM FOLYO HADDELEMEDE KULLANILAN MERDANELERĠN TAġLAMA OPERASYONU ĠLE KAZANDIKLARI YÜZEY ÖZELLĠKLERĠNĠN HADDELEME PROSESĠNE ETKĠLERĠ ÖZET Alüminyum folyo malzemesi günümüzde gıda, medikal, otomotiv gibi bir çok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Alüminyum folyolar farklı kullanım alanlarında istenilen kimyasal,mekanik özelliklere göre üretilebilmektedir. Alüminyum alaģımları kimyasal içerikleri itibariyle 1XXX serisinden 8XXX serisine kadar gruplandırılabilirken,alüminyum Folyo üretiminde kullanılan baģlıca Alüminyum alaģımları AA 1XXX, AA 3XXX ve AA 8XXX serisi alaģımlardır. Alüminyum folyo üretiminde kullanılan haddeleme prosesi, destek ve iģ merdaneleri arasından geçen metalin; deformasyon kuvveti,sarıcı gergi,açıcı gergi,yağ sıcaklığı gibi parametrelerin etkisiyle kalınlığının azalması esasına dayanmaktadır.söz konusu kalınlık azalması prosesinde gerek döküm,haddeleme gibi operasyonel iģlemler gerekse haddelemede kullanılan merdanelerin taģlanması gibi yan operasyon iģlemleri sırasında oluģan hatalar sebebiyle nihai folyo ürününde sorunlarla ya da düģük üretim parametreleri ile karģılaģılabilmektedir. Üretilen folyo malzemesine yüzey özelliklerini kazandıran en önemli etken hadde merdaneleridir. Haddeleme prosesinde kullanılan çelik merdaneler, her haddeleme iģleminden sonra (paso) istenen pürüzlülük ve bombe değerleri tekrar kazandırılmak üzere taģlama iģlemine tabi tutulur.çalıģma içerisinde,merdanelerin yüzey pürüzlülüklerinin folyo üretimine olan etkileri araģtırılmıģtır. ÇalıĢma içerisinde %0,8 C, %2 Cr içeriğine sahip çelik merdanelerin üç farklı taģlama operasyonuyla kazandıları yüzey özellikleri ile Alüminyum folyo üretim parametreleri arasındaki iliģkiler irdelenmiģtir. ÇalıĢmanın sonucu olarak, üretim hızını arttıran taģlama taģının, düģük aģındırıcı boyutu sayesinde düģük pürüzlülük değerine sahip olan TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģı olduğu görülmüģtür. xv

16 xvi

17 THE EFFECT OF SURFACE GRINDING OF ROLLS ON THE FOIL PRODUCT PARAMETERS SUMMARY Aluminum foil is commonly used in many fields such as food, medicine and automotive. Aluminum foils are produced for different areas of use with desired chemical and mechanical characteristics. Aluminum alloys are grouped from 1XXX to 8XXX in terms of composition. Main alloys used in aluminum foil production are AA 1XXX, AA 3XXX and AA 8XXX series. The process of rolling used in aluminum foil production is based on the reduction of the thickness of metal passing through back up and work rolls. Foils are exposed to rewind and unwind tensions and relatively high temperature on the rolling of the heating of the oil. During rolling of foil, some problems that come from casting,surface quality of the rolls and production parameter can be occurred. The most important factor to be considered is the surface charactheristics of the rolls.in order to obtain foil, with certain surface quality of the rolls are grinded.in this study, the effect of surface smoothness on the foil production is focused. For this purpose, the steel rolls which have %0,8 C and %2 Cr in their composition were grinded with three different grinding wheels and the relation between the surface quality of rolls and foil production parameters.in this respect,the contrubition of surface quality of rolls and/or the discontinitues in the microstructure of the foils were determined Finally, it is concluded that commercially TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 grinding wheel surface leaded lower roughness values on roll surface and enhanced the production efficiency of the foil roll mill. xvii

18 xviii

19 1. GĠRĠġ Alüminyum folyolar %92-99 oranında Alüminyum içeren ve kalınlıkları 200 µm den düģük olan yassı mamüllerdir. Alüminyum folyolar farklı kullanım alanlarına göre istenilen kimyasal,mekanik özelliklere göre üretilebilmektedir. Folyo üretiminde kullanılan baģlıca Alüminyum alaģımları AA 1XXX, AA 3XXX ve AA 8XXX serisi alaģımlardır. Bu alaģım grupları ASSAN Alüminyum tesislerinde ikiz merdane ile döküm yöntemiyle dökülmektedir. Diğer döküm yöntemleriyle karģılaģtırıldığında, ikiz merdane döküm yöntemiyle üretilen malzemeler daha düģük maliyetlidir. Döküm hatlarında ikiz merdane döküm yöntemiyle folyo amaçlı dökülen rulolar, levha iģletmesinde soğuk haddeleme ve tavlama iģlemlerinden geçtikten sonra folyo iģletmesine gelerek burada folyo haddeleme,folyo dilme,folyo ayırma,folyo tav gibi bazı iģlem kademelerinden geçerler. Genel olarak folyo haddeleme sırasında metalin kalınlığının azalmasını sağlayan iki etken vardır : Merdaneler tarafından metale düģey olarak uygulanan kuvvet Alüminyum malzemesine haddeleme giriģinde (bobini açarken) ve haddeleme çıkıģında (bobini sararken) uygulanan gerilimler Fakat, gerek döküm,haddeleme gibi operasyonel iģlemler gerekse haddelemede kullanılan merdanelerin taģlanması gibi yan operasyon iģlemleri sırasında oluģan hatalar sebebiyle nihai folyo ürününde bir takım hatalar ile karģılaģılabilmektedir. Bu hatalar gerek mekanik özellikleri gerekse yüzey özelliklerini olumsuz etkilemesi nedeniyle kullanım alanlarında hedeflenen baģarıya ulaģmaya engel olmaktadır. Üretilen folyo malzemesine yüzey özelliklerini kazandıran en önemli etken hadde merdaneleridir. %0,8 C, %2 Cr içeriği ve savurma döküm yöntemiyle üretilen çelik merdaneler, her haddeleme iģleminden sonra (paso) istenen pürüzlülük ve bombe değerleri tekrar kazandırılmak üzere taģlama iģlemine tabi tutulur. TaĢlama, istenen tolerans değerleri dahilinde, metalurjik sorunlara yol açmadan malzemelerin yüzeylerinden talaģ kaldırarak yüzey özelliği kazandırma yöntemidir.taģlama operasyonunda istenen pürüzlülük ve bombe değerlerine karģılık 1

20 gelecek Ģekilde farklı sertlik,marka, aģındırıcı boyutu ve bağlayıcı miktarlarına sahip aģındırıcı taģlama taģları kullanılmaktadır. TaĢlama operasyonu sırasında yapılacak çok küçük değiģiklikler, haddeleme esnasında merdaneden beklenen yüey özelliklerini değiģtirebileceği için haddeleme performansını da etkileyecektir. Yapılan çalıģmada, ASSAN Alüminyum Tesisileri nde Folyo Haddeleme operasyonu sırasında malzeme yüzeyinde oluģan taģlama taģı yırtıklarının engellenmesi amacıyla yapılan deneyler ve bu deneylerin sonuçlarına göre taģlama operasyonunda yapılması düģünülen operasyonel değiģiklikler incelenmiģtir. 2

21 2.HADDELEME Haddeleme, metalik bir malzemeyi eksenleri etrafında dönen iki merdane arasından geçirerek yapılan plastik Ģekil verme iģlemidir(ġekil1.1).[1] ġekil 2.1 : Haddeleme prosesi teorik gösterimi. [2] Haddeleme, üretim hızı ve sürekliliği ile iģlemin ve ürün kontrolünün kolay oluģu nedenleriyle en çok kullanılan plastik Ģekil verme yöntemidir. Malzemenin merdaneler arasında her bir geçiģine pas denir. Haddeleme basınçlı bir mekanik iģlem olup, genellikle uygulanan tek kuvvet merdanelerle sağlanan radyal basınçtır.[2] Malzemenin deformasyonu merdanelerin malzemeyi sıkıģtırmasıyla sağlanan radyal basma gerilmeleri ve malzeme ile merdaneler arasında sürtünme ile oluģan yüzey kayma gerilmeleriyle sağlanır. Sürtünme kuvvetleri aynı zamanda malzemenin merdaneler arasında ilerlemesini de sağlar. Bu iģlemde haddelenen malzemenin kesiti küçülürken boyunda uzama ve geniģliğinde de bir miktar artıģ meydana gelir.bu duruma yayılma adı verilir.yayılmanın miktarı haddelenen malzemenin boyutlarına, uygulanan deformasyon miktarına ve merdanelerin çapına bağlıdır. [3] 2.1 Soğuk Haddeleme Malzemenin, yeniden kristalleģme sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda yapılan haddeleme iģlemidir. Sac, folyo, ince çubuk ve tel gibi küçük kesitli ürünlerin elde 3

22 edilmesinde kullanılır[1]. Soğuk haddeleme, düzgün bir yüzey, hatasız boyutlar ve yüksek mukavemet özellikleri sağlamasına karģın, iģlem için gerekli olan haddeleme kuvvetlerinin ve gücünün artmasına yol açar. Soğuk haddeleme, levhaların minimum boyutsal töleranslardaki kalınlıklarda, iyi yüzey, daha iyi mekanik özellikler ve aynı zamanda istenen fiziksel özelliklerde üretilmesini mümkün kılar [2] Soğuk Haddelemede Sürtünme Sürütünme, birbirleriyle temas eden ve bağıl olarak hareket eden iki cismin temas yüzeylerinin harekete karģı gösterdikleri dirençtir [1]. Soğuk haddeleme proseslerinde, Ģerit ve merdane ara yüzeylerinde temas yayının yanında sürtünme iģ merdanesinden malzemeye deformasyon enerjisinin iletilmesi için gereklidir. Eğer sürtünme kuvvetleri çok küçükse, merdanenin çevresel hızı malzemenin çıkıģ hızını aģacak veya diğer bir değiģle merdaneler kayacaktır.merdane kapmasında minimum sürtünme katsayısıyla, iki merdane hızı eģleģecek, oysa ki daha büyük katsayılar malzemenin pozitif veya ileri kaymasıyla sonuçlanacaktır. Soğuk haddelemede merdane ile malzeme arasındaki sürtünmenin, malzemenin istenen seviyede deformasyonu üzerinde önemli bir etkisi vardır. Merdanelerin malzeme kalınlığını azaltabilmesi için sürtünme Ģarttır. Fakat aģırı sürtünmesi aģırı ezme kuvvetleri ihtiyacı ve istenmeyen özellikte deformasyonlara neden olur [4]. Mühendislik ve fiziksel olayların çoğunda sürtünme etkisi, sürtünme katsayısı (μ) ile tanımlanır. Ezme bölgesinde, temas açısının tanjantı sürtünme katsayısı olarak ifade edilmektedir. Malzemelerin soğuk haddelenmesinde geniģlik, düzgünlük ve malzeme kalınlığındaki geometrik karakteristikler ve malzeme özelliklerinin kontrolünün sağlanması ile ilgili olarak yeni ölçüm metodları ve sensörler, haddeleme hatlarında yararlanılan otomasyonlar ve proses kontrolü için yeni matemetiksel modeller kullanılmaktadır. Tüm haddeleme prosesi parametrelerinin tanımlanmasında sürtünme katsayısı değerinin bilinmesi çok önemlidir. Haddeleme sırasında sürtünme katsayısının değeri her noktada farklıdır. Fakat sürtünme katsayısının değerini saptamak zor olduğundan ortalama sabit bir sürtünme katsayısı değeri kabul edilir. Soğuk haddelemede 4

23 sürtünme katsayısı (μ) 0.05 ile 0.01 değerleri arasında iken sıcak haddelemede ise bu değer 0.2 den büyüktür [2] Sürtünme ÇeĢitleri ve Sürtünme Kuvveti Ezme bölgesinde merdane-malzeme temas yayı boyunca sürtünme kuvvetinin etkisi ve çeģidi ile ilgili farklı görüģler vardır. ġekil 1.2 de sürtünme kuvvetinin temas yayı boyunca değiģimi görülmektedir [5]. ġekil 2.2 : Sürtünme kuvvetinin temas yayı boyunca değiģimi [5]. Haddeleme sırasında ezme bölgesinde sürtünme çeģidi ve kuvveti ile ilgili farklı teoriler aģağıda incelenmiģtir. Von Karman Çözümü, haddelenen malzeme ile merdaneler arasındaki temas ayı boyunca kuru kayma sürtünmesinin oluģtuğunu kabul eder. Ayrıca ezme bölgesinde sürtünme kuvveti, bölgesel normal basınçla doğru orantılıdır (ġekil 1.2.a) [5]. 5

24 F s =μ * P n (1.1) F s = Sürtünme kuvveti μ = Sürtünme katsayısı P n = Normal kuvvet Ekelund çözümünde, malzeme ve merdane; temas yayı boyunca, giriģ düzlemleriyle nötr nokta arasında kuru kayma sürtünmesinin, nötr nokta ile çıkıģ düzlemi arasında ise yapıģma sürtünmesinin görüleceği kabul edilir (ġekil 1.2.b)[5]. Siebel çözümünde, malzeme ve merdane temas yayı boyunca, kuru kaymanın görüleceği kabul edilmiģtir. Ayrıca bu çözümde temas yayı boyunca sürtünme kuvvetinin sabit olduğu da kabul edilmiģtir (ġekil 1.2.c) [5]. Nadai Çözümünde malzeme-merdane, temas yayı boyunca, viskos kaymanın meydana geldiği kabul edilmiģtir. Ayrıca sürtünme kuvvetinin, malzemenin relatif hızı ile doğru orantılı olduğu da kabul edilmiģtir (ġekil 1.2.d) [5]. Bu çözüm metoduna göre sürtünme kuvveti bağıntısı Ģöyledir: F s =(μ*(v x -V))/h y (1.2) F s =Sürtünme kuvveti V x =Haddelenen malzemenin hız (m/s) V=Merdanenin yüzeysel hızı (m/s) h y =Yağ filmi kalınlığı Tselikov Çözümü, ezme bölgesinin orta kısmında plastik deformasyon bölgesinin varlığını göz önüne almıģtır. Bu bölgede yapıģma sürtünmesinin varolduğu kabul edilmiģtir.bu bölgenin iki tarafında ise (giriģ- çıkıģ bölgeleri) kuru kaymanın meydane geldiği kabul edilmiģtir (ġekil 1.2.e) [5]. ġekil 1.3 de Tselikov tarafından, Von Karman, Siebel, Nadai ve Tselikov Çözümleri kullanılarak temas yayı boyunca sürtünme kuvveti ve normal kuvvet dağılımı gösterilmiģtir [5]. 6

25 ġekil 2.3 : Temas yayı boyunca sürtünme kuvveti ve normal kuvvetin farklı çözüm yöntemlerine göre dağılımı [5]. Merdaneyle temas yayı boyunca normal kuvvetin değiģimine sürtünme katsayısının, ezme miktarının, hadde yarıçapının malzeme çıkıģ kalınlığına oranının ve ortalama malzeme gerilmesinin etkileri ġekil 1.4 de gösterilmiģtir. ġekil 2.4 : Ortalama malzeme gerilmesinin etkileri [5] Sürtünme Katsayısı Soğuk haddelemede sürtünme katsayısının tam değerini bulmak oldukça zordur. Sürtünme mekanizması oldukça karıģık olmasından dolayı birçok uygulamada kabaca hesaplanır.bu hesapları yapabileceğimiz metodlar Ģöyledir [3]: 7

26 Kapma açısı metodunda malzeme, merdane açıklığına doğru herhangi bir kılavuz olmadan girdiğinde ve kapma açısına uygun maksimum değerine ulaģtırıldığında, sürtünme katsayısı radyal basıncın ve sürtünmenin yatay bileģenlerinden belirlenir (ġekil 1.5) [3]. ġekil 2.5 : Sürtünme katsayısı radyal basıncın ve sürtünmenin yatay bileģenleri [4]. Sıfır ileri kayma metodu (ϴ=0) GiriĢte gergi arttığı zaman nötr düzlem çıkıģa doğru hareket eder. Sıfır ileri kaymanın bu koģulları altında malzeme kayıyor olacak ve sürtünme katsayısı aģağıdaki yöntemlerle hesaplanır (ġekil 1.6). ġekil 2.6 : Sıfır Ġleri Kayma Metodu [4]. Tork ve Hadde Kuvveti Metodu nun Whitton ve Ford a göre yorumunun formülasyonu; (1.3) Burada tork ( iģ merdanesine direkt etki eden Ģafttan hesaplanır. Li ve Hum bu formülü aģağıdaki gibi modifiye etmiģlerdir [6]: (1.4) 8

27 η=destek merdaneden iģ merdanesine sürücü torkun verimliliği Г=Destek merdane ile bağlanmıģ sürücü Ģaftından ölçülmüģ tork (Nm) R=Destek merdanesi yarıçapı (mm) P=Hadde kuvveti (kn) GiriĢ açısı ve giriģ gergisi metodu formülasyonu; ϴ=0 koģulları altında, Pavlov aģağıdaki formülü önermiģtir [6]: (1.5) Burada t, ϴ=0 koģullarında giriģ gergisi yani geri çekme gerilmesidir. (1.6) Hadde kuvveti ve giriģ gergisi metodunda, nötr düzlem ϴ n =0 iken, giriģ gergisi aģağıda belirtildiği gibi malzemenin iki yüzeyi üzerindeki sürtünme kuvvetleriyle dengelenmelidir [7]. t b =2*f=2*μ*P (1.7) Bu yüzden sürtünme katsayısı aģağıdaki gibi direkt olarak belirlenir: μ=t/2*p (1.8) t: GiriĢ gergisi (geri çekme gerilmesi) (kn) ϴ:Nötr açı ( radyandır) Haddeleme hızı oranları metodunda, nötr düzlemde malzemenin anlık kalınlığı; h n =h f +R*ϴ 2 n =(V 0 *h 0) / (V n ) = =(V 0 *h 0) / (V R ) (1.9) Yukarıdaki denklemden nötr düzlem açısı ϴ n hadde hızı oranlarının bir fonksiyonu olarak aģağıdaki bağıntı ile hesaplanabilir: ϴ V 0 *h 0 / V R ) - h f (1.10) Nötr düzlem açısı temas yayı yanında sabit basınç Ģartları altında sürtünme katsayısının bir fonksiyonudur [7]. ϴ (1.11) Böylece sürtünme katsayısı haddeleme hızı oranından yukarıdaki iki eģitliğin birleģtirilmesi ile belirlenebilir. 9

28 -4/ h V 0 *h 0)- h f (1.12) V 0 :Merdane giriģindeki malzeme hızı (m/s) V R :ĠĢ merdanesi çevresel hızı (m/s) 2.2 Sıcak Haddeleme Malzemenin, yeniden kristalleģme sıcaklığının üzerindeki sıcaklıklarda yapılan haddeleme iģlemidir. Ġngot ve kütük dökümlerin haddelenmesinde oludğu gibi, büyük oranlarada kesit daralması hedefleniyorsa, haddeleme sıcak olarak iģlemlendirilir. Sıcak haddeleme ile döküm yapısı bozulurken, daha küçük kesitli ürünler elde edilir [2]. Sıcak haddelenecek bloklar fırınlarda, alaģımlarına göre çeģitli sıcaklıklarda tavlanarak bir ön ısıtma iģlemine tutulurlar. Ön ısıtma derecesi her alaģımın ergime noktasına bağlıdır ve farklı alaģımların farklı erime noktaları vardır. AlaĢım elementlerinin ilavesi söz konusu olduğunda, katılan alaģım elementlerinin çoğu, alüminyumun ergime noktasını düģürür. Bu düģüģün miktarı eklenen metale ve miktarına bağlıdır. Genel olarak alaģım elementleri yüzdesi ne kadar fazlaysa, ergime noktası o kadar düģüktür [4]. Ön ısıtma sıcaklıkları 450 C ile 550 C arasındadır ve bu sıcaklılar metalin, fırında ergimesi ihtimalini ortadan kaldırmak için çok sıkı kontrol edilmelidir [2]. Ön ısıtma ya da homojenleģtirme haddelemeyi kolaylaģtırmak, çatlamayı azaltmak, kimyasal ve fiziksel olarak uniform bir dağılım sağlamak için faydalıdır [5]. Haddeleme prensipleri sıcak ya da soğuk haddeleme için aynıdır. Sıcaklık, haddeleme tekniklerini etkiler, metalin deforme edilebilirliğini arttırarak, kolay haddelenir hale getirmekle birlikte, yağlamayı zorlaģtırır. Mineral yağlar mükemmel yağlayıcılardır ama soğutucu olarak o kadar etkili değildirler ve parlama noktaları haddelenecek metalin sıcaklığından daha düģüktür. Su ise çok iyi bir soğutucudur ama yağlayıcı olarak çok zayıftır. Bu yüzden bir su ve yağ karıģımı, emülsiyon Ģeklinde kullanılır [8]. 10

29 3. ALÜMĠNYUM ALAġIMLARI FOLYO ÜRETĠMĠ 3.1 Alüminyum AlaĢımlarının Folyo Üretim Kademeleri ASSAN Alüminyum da üretilen Folyo ürünlerinin ilk üretim kademesi ikiz merdane döküm yöntemidir. Ġkiz merdane döküm yöntemi yaklaģık elli yıldan daha uzun bir süredir Alüminyum endüstrisinde kullanılan bir prosestir. Bu yöntem sayesinde doğrudan ergiyik halden ince Alüminyum levhalar üretmek mümkündür. Ġkiz merdane döküm yöntemi, döküm ve sıcak haddeleme iģlemlerini aynı anda gerçekleģtirmesi nedeniyle düģük makine ve iģletme maliyeti ile enerji ve alan tasarrufu gibi avantajları olan bir yöntemdir. Fakat ikiz merdane döküm yönteminin bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Bunlar, alaģım çeģitliliğinde sınırlılık, zayıf mekanik özellikler ve düģük döküm hızı olarak sayılabilir ġekil.3.1 de ikiz merdane döküm yönteminin Ģematik gösterimi bulunmaktadır. ġekil 3.2 de ise ikiz merdane döküm yönteminde kullanılan merdaneler ve bazı bölgelerin isimlendirilmesi görülmektedir. ġekil.3.1 : Ġkiz merdane döküm yönteminin Ģematik gösterimi [10]. Döküm hatlarında folyo amaçlı olarak dökülen rulolar, levha soğuk hadde ve levha tavlanması aģamalarından geçtikten sonra mikron seviyesinde belli bir kalınlığa ulaģtıkları zaman folyo haline getirilmek üzere hazırlanırlar. Bu Ģekildeki folyo amaçlı bobinlere foilstok adı verilmektedir. Folyo haddeleme iģlemi, nihai kalınlığa ulaģabilmek için bazı levha halinde üretilmiģ olan ürünlere uygulanan bir 11

30 iģlemdir. Folyo haddeleme, oldukça dar toleranslarda kalınlık ve yüzey pürüzlülüğü olacak Ģekilde yapılması gerekmektedir [10]. ġekil.3.2 : Ġkiz merdane döküm yönteminde kullanılan merdaneler ve bölümleri [10]. Folyo hadde merdaneleri, kalınlık ve gerinim kontrolünü kusursuz bir Ģekilde sağlayabilmek için tasarlanmıģlardır. Bu nedenle, farklı amaçlar için kullanılan folyo hadde merdaneleri kalite gereksinimlerini tam olarak yerine getirebilmek amacıyla tasarlanmıģlardır [9]. Genellikle 200 µm den daha düģük kalınlığa sahip olan malzemelere folyo denmekle birlikte Alüminyum folyoları 5-6 µm ye kadar haddelemek mümkün olabilmektedir. Bir insan saç telinin çapının 12µm olduğu düģünülürse özellikle Alüminyum folyolarda eriģilebilen nihai kalınlığın ne kadar ilginç olduğu göz ardı edilemez bir haldedir [10]. Bobinler istenilen nihai kalınlığa ulaģmak için folyo hadde tezgahlarında haddelenirler. Haddeleme iģleminde kullanılan hadde yağı ve miktarı çok önemlidir [9]. Hadde yağı, yağlamanın yanı sıra merdaneleri soğutmak için de kullanılmaktadır. Haddeleme iģlemi sırasında kalınlık ölçüm cihazı devreye alınarak, hadde hızı istenilen kalınlık değerine ulaģıncaya kadar arttırılır [11]. Haddeleme iģlemi sırasında ve özellikle hızlanma süresince malzeme biçimi sürekli olarak kontrol edilmeli ve gerekiyorsa bazı düzeltmeler yapılmalıdır. Aksi takdirde istenmeyen bir çok hata oluģabilir. Folyo haddeleme sırasında malzeme yüzeyini gözle kontrol etmek yerine, bu iģlemi otomatik olarak yapan cihazlar da bulunmaktadır. Bu cihazlar sayesinde haddelenen folyo yüzeyinde oluģabilecek hata oranını oldukça azaltmak mümkün olabilmektedir. Folyo haddeleme iģlemindeki esas amaç daima istenilen kalınlığa ve düzgün bir profile sahip olabilmektir. Bu nedenle, müģteri isteklerini karģılayabilecek belli limitler dahilinde istenilen kalınlığa ve 12

31 profile sahip folyo üretiminin mümkün olmaması halinde sistem derhal durdurulur [12]. Ġstenilen nihai kalınlığa ulaģabilmek amacıyla folyoları birden fazla pasta haddelemek mümkündür. Bunun nedeni ise tek iģlemde doğrudan nihai kalınlığa ulaģılamamasıdır. Birkaç pas haddeleme yapılarak nihai kalınlığa ulaģılır [12]. Haddeleme sırasında her pasta, metalin kalınlığı azalmakta, boyu uzamakta buna karģın geniģliği pratik olarak sabit kalmaktadır. Haddeleme iģlemi sırasında metal iki iģ merdanesi arasından geçer ve bu sayede kalınlığında azalma meydana gelir. ĠĢ merdanelerinin yanı sıra iģ merdanelerini belli bir seviyede tutabilmek için gerekli basıncı uygulayan iki adet de destek merdanesi bulunmaktadır. Bu sayede ürünün kalınlığının belli toleranslar içerisinde kalması sağlanmaktadır. Destek merdaneleri sapmaların büyük ölçüde önlenmesini sağlamakta ve bu sebepten folyo haddelemede büyük önem taģımaktadırlar. ĠĢ ve destek merdaneleri birbirlerine ters yönde çalıģmaktadırlar. ĠĢ merdaneleri, ürün için gereken pürüzsüzlük ve düzgünlüğün sağlanabilmesi amacıyla parlak bir yüzeye sahiptirler. Ayrıca kullanılan yağlayıcı türü ve miktarı da haddeleme iģlemini kolaylaģtırması açısından oldukça önem taģımaktadır. Folyo haddeleme iģlemi sırasında folyonun kalınlığı merdanelerin hızı, viskozite, kullanılan yağlayıcının sıcaklığı ve miktarı tarafından belirlenmektedir. Sıcaklık esas olarak yağlayıcının viskozitesine etki ederek, sürtünme üzerinde etki sağlamıģ olur. Haddeleme iģlemi tek kat veya çift kat olarak yapılabilmektedir. Çift kat haddeleme sadece nihai kalınlığa ulaģılacak olan son pasta uygulanabilmektedir. Çift kat haddelenen malzemelerin dıģ yüzeyleri parlak, iç yüzeyleri ise mat olmaktadır. Ancak çift kat olarak haddelenecek olan malzemeler ya eģleme makinesinde eģlenerek çift kat haline getirilip haddelenirler ya da doğrudan hadde tezgahında eģlenerek çift kat olarak haddelenirler. ġekil 3.3 de Ģematik olarak folyo haddelemesinin nasıl yapıldığı gösterilmektedir. Ġstenen nihai boyutlara getirebilmek için haddelenen folyolar tek kat veya çift kat olmalarına göre ayırma ya da dilme makinelerinde istenen son boyutlara gelecek Ģekilde iģlem görürler. ġekil.3.4 de tek kat olarak haddelenen folyoların istenen boya gelebilmeleri için kullanılan dilme makinelerinin ve ġekil.3.5 de ise çift kat olarak haddelenen folyoların istenilen boya getirilebilmeleri ve birbirlerinden ayrılıp tek kat haline getirilebilmeleri için kullanılan ayırma makinelerinin Ģematik gösterimi bulunmaktadır [12]. 13

32 Destek merdanesi İş merdanesi İş merdanesi Destek merdanesi ġekil 3.3 : Folyo hadde tezgahının Ģematik gösterimi[12]. ġekil 3.4 : Folyo dilme makinesinin Ģematik gösterimi[12]. ġekil 3.5 : Folyo ayırma makinesinin Ģematik gösterimi[12]. Assan Alüminyum Tesislerinde folyo üretim hattı 1995 yılında üretime baģlamıģ olup, üretilen ürünlerde nihai kalınlık 6, µm arasında değiģmektedir. Döküm iģletmesinden sonra levha iģletmesine gönderilip, burada levha soğuk haddeleme ve levha tavlama iģlemlerinden geçen folyo amaçlı levhalar µm kalınlığındaki rulolar halinde folyo iģletmesine gönderilerek burada sırasıyla folyo haddeleme, ayırma-dilme ve tav iģlemlerine tabi tutulmaktadırlar. Folyo iģletmesinde toplam 4 folyo hadde tezgahı, 1folyo ayırıcı makine, 2 folyo dilme makinesi ve 7 adet folyo tav fırını bulunmaktadır. ġekil 3.6 da Assan Alüminyum Tesisleri folyo iģletmesinde görülen folyo hadde tezgahı-4 ün çeģitli açılardan çekilmiģ fotoğrafları görülmektedir. Folyo hadde tezgahı-4 tesisteki en yüksek folyo haddeleme kapasitesine sahip olan folyo hadde tezgahıdır. [12]. 14

33 ġekil 3.6 : Assan Alüminyum folyo hadde tezgahı-4 ün çeģitli açılardan çekilmiģ fotoğrafları [12]. Folyo iģletmesinde malzemelerin tek ve çift kat olarak haddelenmesi mümkündür. Bazı folyo hadde tezgahlarında çift kat olarak haddelenecek olan malzemeler doğrudan eģlenerek haddelenmektedir. Fakat bazı folyo tezgahlarında bu özellik olmadığı için çift kat olarak haddelenecek olan malzemeler eģleme makinesinde eģlenerek çift kat haline getirilmekte, ardından folyo hadde tezgahlarında haddelenmektedirler. Tek veya çift kat haddelenecek olan malzemeler müģteri isteğine göre hazırlanmakta olup, Ģu kalınlık aralığında olmaktadırlar: 15

34 o µm Çift kat o µm.tek veya çift kat o 41 µm ve üstü...tek kat Haddelenerek nihai kalınlığa ulaģan bobinler, folyo ayırıcı ve dilmelerde en, iç çap ve dıģ çap olarak müģterinin istediği nihai ebatlara ulaģırlar. Tek kat olan bobinler dilme makinelerinde, çift kat olan bobinler ise ayırıcı makinelerinde nihai ebatlara ulaģırlar. Folyo ayırıcı ve dilmelerden çıkan malzemeler eğer sert olarak kullanılmak istenmiyorsa istenilen kondüsyona getirmek için yani malzemeyi yumuģatmak için ve haddeleme iģleminde malzemeyi inceltmek için kullanılan hadde yağının malzeme üstünde kalan kısmının buharlaģmasıyla yağsız malzeme elde etmek için folyo tav fırınlarında tavlama yapılabilmektedir. Assan Alüminyum Tesisleri folyo iģletmesinde üretilen ürünler mutfak folyosu, ambalaj folyosu, buruģuk kap, kablo folyosu, kapak folyosu, izolasyon folyosu, esnek boru gibi değiģik alanlarda kullanılabilmektedir. Ayrıca Assan Alüminyum Tesisleri nde üretilen bu folyoların, %45 i iç piyasa, %55 i Avrupa ülkeleri ve denizaģırı ülkelere satılmaktadır [13]. 3.2 Alüminyum Folyo Üretimi Hataları Kenar ezmesi (aģırı ezme) olarak nitelendirilen hata türünde; bombe (-) haddeleme sırasında malzemenin kenarlarını ortasına göre daha fazla inceltir. Bu hata, inceltme yüzdesinin çok fazla olması, yağ püskürtmenin doğru yapılmaması ve çok küçük termal bombe nedeniyle meydana gelebilmektedir.ġekil 3.7 de kenar ezmesinin Ģematik olarak gösterimi ġekil 3.8 de ise kenar ezmesinin fotoğrafı bulunmaktadır [10]. ġekil 3.7 : Kenar ezmesinin Ģematik olarak gösterimi [10] 16

35 ġekil 3.8 : Kenar ezmesi [10]. Yetersiz ezme (iç bukle) olarak nitelendirilen hata türünde bombe (+) haddeleme sırasında malzemenin ortasının kenarlarına göre daha ince olmasına neden olur. Hacim sabitliği prensibine göre, kalınlığı azalan metalin boyu diğer yerlere göre daha uzun olacağından metalin ortası kenarlarına göre daha uzun olur. Metalin orta kısmının uzun oluģu, orta kısmının dalgalanmasına neden olur. Çok az inceltme yüzdesi nedeniyle merdaneleri birbirine paralel olacak kadar bükmeye yetmeyen ayırma kuvveti nedeniyle yetersiz ezme oluģu; merdanelerin aģırı ısınması, yetersiz yağlama, yağ püskürtmesinin doğru yapılmaması, çok fazla mekanik bombe nedeniyle aģırı termal bombe iç bukle oluģmasına neden olabilmektedir. ġekil 3.9 da yetersiz ezmenin Ģematik olarak gösterimi bulunmaktadır. ġekil 3.9 : Yetersiz ezmenin Ģematik gösterimi [10]. Kenar dalgalanması olarak nitelendirilen hata türünde malzemenin kalınlığında ya da geniģliğinde bazı farklılıklar olabilmektedir. En çok kalınlıkta farklılıklar görülmektedir. HaddelenmiĢ bir ruloda yapılan ölçümlerde belli toleransların dıģına çıkan kalınlık sapmaları çoğunlukla ruloların uç kısımlarında meydana 17

36 gelebilmektedir. OluĢan bu kalınlık farklarının nedeni, malzeme merdanelerden geçirilirken tezgahın hızının kararlı rejime göre çok düģük olmasından kaynaklanmaktadır. Kalınlık farkının belli toleransların dıģında olması halinde folyoda kenar dalgalanması olabilmektedir. Ayrıca, tavlama fırınında enine, boyuna ve özellikle de yüksekliğine sıcaklık farkı olması halinde rulonun bir kenarı diğerine göre daha fazla tavlanmaktadır. Dolayısıyla, haddeleme sırasında meydana gelen deformasyon oranı da farklı olmakta ve bu durum, kenar dalgalanmasına neden olabilmektedir. ġekil 3.10 da kenar dalgalanması olan bir numunenin fotoğrafı görülmektedir [10]. ġekil 3.10 : Kenar dalgalanması [10]. Dalgalı bant olarak nitelendirilen hata türünde; geniģlik boyunca herhangi bir noktada olan dar bir bant içerisinde görülen dalgalanmalardır. ġekil.3.11 de dalgalı bant oluģumun Ģematik gösterimi bulunmaktadır. Dalgalı bant, kötü merdane profili, nozul tıkanması ve hatalı kumandadan dolayı bölgesel termal bombe nedeniyle oluģabilmektedir. Dalgalı bant oluģması halinde, ilgili nozullardan yağ gelip gelmediği kontrol edilir. Eğer yağ gelmiyorsa, hadde tezgahı durdurulup sorun giderilmelidir. Fakat, yağ geliyorsa ilgili vanalar tam açılıp komģu vanalar kısılarak dalga ve buklenin giderilmesi sağlanmalıdır (a) (b) ġekil 3.11 : (a) Dalgalı bant oluģumunun Ģematik gösterimi (b) Termal bombe oluģumunun Ģematik gösterimi [12]. 18

37 Çeyrek bukle (çeyrek bant) olarak nitelendirilen hata türünde; folyonun her iki tarafında kenarlardan çeyrek geniģlik içeride olan dar bir bant içerisindeki dalgalanmalardır. Genellikle geniģ malzemelerin haddelenmesi sırasında karģılaģılan bir hata türüdür. Bu hata türü, özellikle merdane yatakları arasında hidrolik ayırma krikoları olan dört katlı hadde tezgahlarında yapılan folyo haddeleme iģlemlerinde karģılaģılan bir hata türüdür. Çeyrek bukle, ayırma krikolarının yarattığı (+) bükülme ile malzemenin yarattığı (-) bükülmenin birleģmesinden dolayı meydana gelmektedir. Çeyrek bukle oluģmaya baģladığı anda hatanın geliģmekte olduğu noktalarda, ezmenin ve temas alanının diğer noktalardan daha fazla olması nedeniyle sürtünme artar. Sürtünme nedeniyle ısınan noktalar büyüyerek, hata daha da büyük bir hale gelir. Çeyrek bukle oluģmaya baģladığı anda, tamamıyla bu hatanın oluģumunu engellemek neredeyse mümkün değildir. Bu sebepten, çeyrek bukle oluģması yerine orta bukle oluģması daha tercih edilir bir durumdur [13]. Termal bombeyi arttırmak için merdanelerin hızlandırılması; soğutma yağlarının termal bombeyi arttıracak Ģekilde ayarlanması; baskıyı azaltıp merdane bükülmesini azaltmak için vidaların açılması çeyrek bukle oluģumu tamamen ya da bir miktar engellenebilir. ġekil 3.12 : Çeyrek bant oluģumunun Ģematik gösterimi [12]. Az veya çok haddeleme olarak nitelendirilen hata türünde; haddelenen malzeme kalınlığının normlara uygun olmaması veya malzemenin düzgün tavlanmaması sonucu ortaya çıkar [13]. Merdanelerin soğutma rejimlerinin düzgün çalıģmaması sonucunda, baskı vidalarının her iki taraftan aynı oranda basmamaları sonucunda ve bir yatağın ısınması nedeniyle ortaya çıkar. Kenar ondülesi, özellikle folyonun çift kat haddelenmesinde kopmalara neden olabilir. Merdaneleri dıģtan soğutmalı folyo 19

38 hadde tezgahlarında kenar ondülesinin yanı sıra enine düzensizlikler de meydana gelebilmektedir. Bu kenar ondülesi ve enine düzensizliklerin nedeni, merdanenin herhangi bir noktasında, metalin deformasyonu sonucunda açığa çıkan ısının soğutulan miktardan fazla olmasıdır [13]. Bunun sonucunda merdanelerin genleģmesi ile birlikte merdanelerin uzunluğu boyunca soğutma rejimleri bozulmakta ve o noktada metal diğer yerlere göre daha fazla deforme olmaktadır. Metal kalınlığının azalmasıyla birlikte, yüzey büyümekte ve kenar ondülesi meydana gelmektedir. Kenar ondülesinin giderilmesi ve hatasız ürün elde edebilmek için, merdane yüzeylerinde ısınan yerler daha iyi soğutulmalıdır [11]. Özellikle yüksek hızda çalıģan folyo hadde tezgahlarında kullanılan yağ miktarını hassas olarak ölçebilen sistemler bu hatanın giderilmesine önemli ölçüde katkı sağlamaktadır. Pile (üst üste binme) olarak nitelendirilen hata türünde; yanlıģ deformasyon oranı, giriģteki germenin zayıflığı ve eksenel sapma gibi nedenlerden dolayı oluģabilmektedir. Pile oluģmasının bir diğer nedeni ise, tavlama fırınında enine, boyuna ve özellikle de yüksekliğine sıcaklık farkı olmasıdır. Bu durumda rulonun bir kenarının diğerine göre daha fazla tavlanmakta ve böylece, haddeleme sırasında meydana gelen deformasyon oranı da farklı olmaktadır. Bu durumda malzemede pile oluģumu görülebilmektedir [14]. Pile oluģumunu engelleyebilmek için, haddeleme sırasında germenin çok düzgün olması gerekmektedir. Haddelenen folyoda pile olup olmadığını anlamak için yaklaģık 9-10 m. lik bir parça alınarak düz bir yere serilmeli ve eksenel sapma tespit edilmelidir. Eksenel sapmanın değeri kenar kıvrılmalarına göre tespit edilerek, gerekli ayarlamalar yapılmalıdır [14]. Kopmanın, tavlama sırasında meydana gelen sıcaklık farkları nedeniyle meydana gelmesi halinde düzensiz tavlamayı önlemek için fırının çalıģma boģluğunda sıcaklık dengesi sağlamak için vantilatörler kullanılabilmektedir. Kopma olarak nitelendirilen hata türünde; deformasyon oranının yüksek olması, germenin büyük oluģu, yeterli ya da düzgün yağ verilmemesi ve folyodaki kenar çentikleri kopmalara neden olabilmektedir [14]. Malzeme yüzeyindeki çizik, çentik gibi yüzey hataları, sıcak hadde tezgahındaki taģıyıcı merdanelerin kötü taģlanması veya bu merdanelerin yüzeylerindeki yırtıklardan dolayı malzemenin yapıģması sonucu malzemede yüzey kirlenmesi ve bazı hasarlar meydana gelebilmektedir. 20

39 TaĢıyıcı merdane yüzeyindeki hatalar malzemenin alt yüzeyini çizebilir ve üst yüzeyinin ise tozdan kirlenmesine neden olabilmektedir (Malzemedeki bu yüzey kirlenmesi, sıcak haddelemeden önceki ingot yüzeyinin kötü hazırlanmasından ileri gelebilmektedir). OluĢan bu yüzey hataları ve kirlenmeler özellikle ince folyoların haddelenmesi sırasında kopmalara neden olabilmektedir. Kopma oluģumunun bir diğer nedeni ise, tavlama fırınında enine, boyuna ve özellikle de yüksekliğine sıcaklık farkı olması halinde rulonun bir kenarının diğerine göre daha fazla tavlanmasıdır. Böylece, haddeleme sırasında meydana gelen deformasyon oranı da farklı olmaktadır. Bu durumda malzemede kopmalar meydana gelebilmektedir. ÇeĢitli intermetalik faz yapan elementlerin yapıda bulunması halinde takip eden ısıl iģlemde kristalleģen kaba intermetalikler kopmalara neden olabilirler. Genel olarak Si, Ti ve O den oluģan bileģikler kopmaya neden olabilmektedir. ġekil 3.13 de bir kopma numunesine ait SEM ve EDS analizi sonuçları görülmektedir [14]. ġekil 3.13 : Kopma numunesine yapılan SEM ve EDS analizi sonuçları [13]. Yapıda bulunan tane inceltici partiküllerinin aglomere olması halinde folyo haddeleme sırasında kopmalar olabilmektedir. ġekil 3.14 de tane inceltici nedeniyle oluģan kopma fotoğrafları görülmektedir. 21

40 (a) ġekil 3.14 : Kopma [14]. (b) Kopmanın, tavlama sırasında meydana gelen sıcaklık farkları nedeniyle meydana gelmesi halinde düzensiz tavlamayı önlemek için fırının çalıģma boģluğunda sıcaklık dengesi sağlanmalıdır. Bunun için de, vantilatörler kullanılabilmektedir. Kenar kesme hatası olarak nitelendirilen hata türünde; haddeleme sırasında kenarları istenen boyutlara getirilmek amacıyla kesilen folyoda kenarların istenen Ģekilde kesilmemesi nedeniyle oluģur. Kesim sırasında kesme bıçakları, folyoyu düzgün bir Ģekilde kesmez. Bu durumda, kesme bıçaklarına iyi ayar yapılarak kenar kesme hatası oluģumu engellenebilir. ġekil 3.15 de kenar kesme hatası görülmektedir [14]. ġekil 3.15 : Kenar kesme hatası [12]. Kesme bıçağı kenar dalgası olarak nitelendirilen hata türünde; folyonun kesilen kenarında kesme iģleminden sonra açığa çıkan kısa kenar dalgalarıdır. Kesme bıçaklarına iyi ayar yapılmamasından kaynaklanır. DiĢi ve erkek bıçağın birbirine çok yaklaģması bu hatanın oluģmasına neden olabilmektedir. Bıçak ayarı düzeltilerek kesme bıçağı kenar dalgalanması oluģumu engellenebilir. ġekil 3.16 da kesme bıçağı kenar dalgası olan bir numunenin fotoğrafı görülmektedir. [15]. 22

41 ġekil 3.16 : Kesme bıçağı kenar dalgası [16] Kenar çapağı olarak nitelendirilen hata türünde; kenar çapakları folyonun kesilmesi sırasında oluģurlar. Folyonun haddelenmesi sırasında kesilen kenarda yüzeye dik haldeki çıkıntılardır. Kesme bıçağının kesme köģelerindeki körelmeler ya da kırılmalar kenar çapağı oluģmasına neden olabilmektedir [14]. Kesme bıçağının değiģtirilmesi bu hatanın giderilmesini sağlayabilir. ġekil 3.17 de kenar çapağının fotoğrafı görülmektedir. ġekil 3.17 : Kenar çapağı [16]. Sargı kayması olarak nitelendirilen hata türünde; sarılan malzeme kenarlarının üst üste gelmemesi sargı kaymasına neden olabilmektedir. Açma veya sarma donanımındaki makara tespitlerinin zayıf olması, malzemenin makaraya ilk sarılıģının kötü olması ve baskı merdanesinin düzgün basmaması nedeniyle sargı kayması oluģabilmektedir. Bunların yanı sıra düzgün bir deformasyon olmaması, merdane yüzeylerinin aģırı ısınması ve sarıcı gergisinin düģük olması gibi nedenlerden dolayı da sargı kayması görülebilmektedir. Sargı kayması oluģumu, 23

42 baskılar ve gergiler düzgün ayarlanarak giderilebilir.ġekil 3.18 de sargı kayması olan bir bobinin fotoğrafı görülmektedir [14]. ġekil 3.18 : Sargı kayması [16]. Kenar ĢiĢmesi olarak nitelendirilen hata türünde; haddeleme sırasında folyonun kesilen kenarının çapaklı olması ya da kenarın içeri kıvrılarak kesilmesi sonucunda kenar ĢiĢmesi olabilir. Kenar ĢiĢmesi, kenar kalınlığının malzeme kalınlığından daha fazla olması Ģeklinde görülür. Bu durumda, rulo tekrar açıldığına kısa kenar dalgası Ģeklinde bir görüntü oluģur. Kesme bıçaklarının değiģtirilmesi ve ayarların düzgün olarak yapılması kenar ĢiĢmesi oluģumunu engelleyebilmektedir. Katlı sarım olarak nitelendirilen hata türünde; rulo eni boyunca katlanma Ģeklinde ortaya çıkar. Yandan görünüģte ters veya düz V harfi Ģeklindedir. Haddelen folyonun sarılmasına düzgün baģlanmaması ve gevģek sarım hataya neden olabilmektedir. Katlı sarım oluģtuğunda, devam etmesi engellenemiyorsa iģlem durdurulmalı, katlı sarım olan bölge temizlenip tekrar haddelemeye devam edilmelidir. KöĢeli sarım olarak nitelendirilen hata türünde; haddelenen folyonun sarıldığında silindirik değil de çok köģeli Ģekilde olması halidir. Gergi senkronizasyonunun düzgün olmaması köģeli sarım oluģmasına neden olabilmektedir. Sarım kabarması olarak nitelendirilen hata türünde; haddelenen folyo sarıldığında, bazı bölgelerin elle fark edilir Ģekilde kabarık olması halidir. Sarım kabarması, sarıcı gergisinin yüksek olması, yüksek ütüleme baskısı, masura yüzeyinin bozuk olması, ütüleme ve destek merdanelerinin yüzeylerinin bozuk olması nedeniyle 24

43 oluģabilmektedir. Sarım kabarması oluģmaya baģladığı anda, oluģum engellenemiyorsa haddeleme iģlemi durdurulmalıdır. Darbe izi olarak nitelendirilen hata türünde; folyo yüzeyinde görünen çukurluklar ve tümseklikler Ģeklinde kendini belli etmektedir. Darbe izleri, merdane yüzeylerinin tozlanması, merdanelere kirli yağ verilmesi ve haddelenen malzemede cüruf olmasından dolayı oluģabilmektedir. Parlak lekeler olarak nitelendirilen hata türünde; haddeleme sırasında rulonun mat yüzeyinde oluģan, homojen olmayan serpinti Ģeklinde görülen parlak noktalardır. Birbiri ile temas halindeki folyo yüzeylerinin temizliklerinin farklı olması, açma tarafındaki malzemenin çok sıcak ve çok mat olması, tabakalar arasında yeterli miktarda yağ olmaması ve merdanelerin aģırı ısınması parlak lekelerin oluģmasına neden olabilmektedir. Parlak leke oluģumunda kaba merdane seçiminin, çok sıcak haddeleme, iģ merdaneleri arasındaki pürüzlülük farkı ve eģlenen rulolar arasındaki kalınlık farkının da etkisi vardır. Parlak lekelerin oluģumu folyonun her iki tabakasının da aynı ve yeterli miktarda parlaklıkta olması, daha parlak merdaneler kullanarak ya da sıcaklığın düģürülmesi ile engellenebilir. Ġğne deliği olarak nitelendirilen hata türünde; delik sayısının az olması özellikle geçirgenliğin olmaması gereken yerlerde örneğin yalıtımda ve paketleme iģlemlerinde önem taģımaktadır. Folyo kalınlığının azalmasıyla iğne deliği oluģumu artıģ gösterir. Ġğne delikleri, rulo yüzeyinde normal ıģıkta gözle görülmeyen, karanlık odada ıģıklı masa kontrolünde görülebilen deliklerdir. Ġğne delikleri çok çeģitli nedenlerle olabilmektedir. Döküm sırasında tane inceltici olarak kullanılan deforme edilemeyen aglomere olmuģ TiB 2 parçacıkları iğne deliği oluģmasına neden olabilmektedir (ġekil 3.19-a). Matriks ile parçacıkların mekanik özelliklerinin birbiriyle uyumlu olmaması nedeniyle haddeleme sırasında belli bir miktar deformasyondan sonra iğne deliği oluģumu görülebilmektedir. Ġğne delikleri kopmalara neden olabilmektedirler (ġekil 3.19b). Döküm sırasında malzemenin yapısına katılan alüminatlar, silikatlar ve magnezyum oksit de iğne deliği oluģmasına neden olabilmektedir (ġekil 3.20). Bu tür inklüzyonlar merdane ve haddelenen malzeme arasındaki yağ filminin bozulmasına neden olurlar. Ayrıca Al-Fe-Si içeren intermetalikler de iğne deliği oluģmasına neden olabilmektedirler (ġekil 3.20). 25

44 ġekil 3.19 : 7µm lik AA1200 de görülen (a) TiB 2 kaynaklı iğne deliğinin EDS analizi sonuçları, (b) Kopmaya neden olmuģ olan iğne deliği (c) TiB 2 kaynaklı iğne deliğinin backscattered görüntüsü [12]. ġekil 3.20 : 7µm lik AA1200 de görülen silikat kaynaklı iğne deliğinin SEM ve EDS analizi sonuçları [12]. Balık sırtı olarak nitelendirilen hata türünde; folyo yüzeyinde görülen dalga Ģeklindeki kırınımlardır. Bir baģka deyiģle, metal yüzeyinde gel-git dalgasının kumlar üzerinde bıraktığı dalgalı görüntüye benzer Ģekilde enine uzanan hatalar olarak görülmektedir. Bu birbirini takip eden dalgalar Ģeklindeki izler, metal yüzeyinde mat ve parlak renkte(pürüzlü ve pürüzsüz) olacak Ģekilde devam eder. Levhanın her iki yüzeyinde de görülmesine rağmen alt yüzeyde daha Ģiddetli olarak kendisini gösterir. 26

45 ġekil 3.21 : 7µm lik AA1200 de görülen intermetalik kaynaklı iğne deliğinin SEM ve EDS analizi sonuçları [12]. Haddeleme sırasında sürtünmeyi en aza indirmek için kullanılan içinde katkılar olan mineral yağlar merdane ve alüminyum yüzeylerindeki küçük çukurluklara dolarak aralarında onları ayıran ince bir film oluģturur. Ripple oluģumu,bu yağ filminin giriģ bölgesindeki baskıya bir dereceye kadar dayanıp, kırılması sonucunda meydana gelebilmektedir. Yağ filmi kırıldığında metal ile merdane doğrudan birbirine temas etmektedir ve filmin kırılan yerlerindeki direkt temas bölgelerinde ripple oluģumu görülebilmektedir. Bu durumda, vidaların açılarak yağ filmi ve metal üzerindeki baskı azaltılmalıdır. Ayrıca, deformasyon oranının fazla olması ve hadde yağının katkı oranının yetersiz oluģu de bu hatanın oluģumuna neden olabilmektedir. Ezmeye dayanıklı katkıların hadde yağlarına katılmasıyla baskı altında ana yağ kırıldığında bile yağlayıcı filmin korunmasını sağlarlar ve balık sırtı hatasının en aza indirilmesine yardımcı olurlar. Ağır yağlar kullanılması da balıksırtı hatasının azalmasını sağlamakla birlikte, tavlama sırasında bu ağır yağlar yanarak yağ lekesine sebep olurlar ve sürtünmeyi minimuma indirdikleri için de folyo yüzeyinin mat olmasına neden olurlar. Ripple Ģeklindeki balıksırtı hatası oluģumu dökümden de kaynaklanabilmektedir. YapıĢmadan kaynaklanan boyutları iri ripple lar oluģtuğu gibi, çıplak gözle görülmesi zor olan ripple lar da vardır. Döküm esnasında oluģan ripple lar katılaģma sırasında ikiz merdane döküm yönteminde merdane yüzeyinde oksit bölgeleri 27

46 oluģmasına neden olurlar. Bu oksit bölgeleri daha sonra döngüsel transverse bantlar oluģumuna neden olan endüstriyel olarak ripple adı verilen yapıların oluģmasına neden olurlar. Döküm esnasında oluģan bu ripple ların haddeleme iģlemleriyle yok edilmesi mümkün değildir. Dolayısıyla müģteri beklentilerini karģılayabilecek yüzey kalitesinde folyo üretimi mümkün olamamaktadır. Ripple oluģumu dökümden kaynaklanıyorsa, döküm esnasında meydana gelen ripple oluģumu önlenerek ripple Ģeklindeki balıksırtı hatası da önlenebilir. Ġri boyutlu ripple sebebi, merdane yüzeyine püskürtülen grafit miktarının dökülen alaģım, en, hız ve döküm kalınlığına göre az olmasıdır. Ayrıca, döküm merdanelerindeki soğutma kanallarının tıkanması sonucu da, ripple Ģeklinde balıksırtı hatası folyo haddeleme sırasında görülebilmektedir. Dökümden kaynaklanan ripple oluģumunu engellemek için, döküm hızını tek bir rulo döküm süresi kadarlık zaman için düģürüp, grafit miktarını arttırarak ripple oluģumu engellenebilir. Küçük boyuttaki ripple lar ise hem kullanılan döküm teknolojisinin hem de döküm set parametrelerinin uygunsuzluğundan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle küçük boyulu ripple oluģumu döküm set parametrelerinin iyi ayarlanması ile engellenebilir. Döküm sırasında meydana gelen rippler ın oluģumunun engellenmesi folyo haddeleme sırasında ripple Ģeklinde balıksırtı görünümünü engeller ÇavuĢ Ģeklinde oluģan balıksırtı hatası ise görüntü olarak balık kılçığına benzemektedir. ġekil 3.22 de çavuģ Ģeklindeki balıksırtı hatasının fotoğrafı bulunmaktadır. Merdanenin termal ya da mekanik bombesinin iyi ayarlanmamıģ olması nedeniyle meydana gelebilmektedir. Bombenin iyi ayarlanmaması durumunda, fazla miktarda metal bükülmüģ zikzak Ģeklinde merdaneler arasına girer ve dolayısıyla merdaneye giriģ açısı ve merdane yüzeyi ile metalin temas alanı da değiģmiģ olur. ÇavuĢ Ģeklindeki balıksırtı hatası, yağlamayı geliģtirerek ya da vidaları kapatıp baskı ve merdane bükülmesinin artması sağlanarak zikzak Ģeklideki bu balıksırtı hatası engellenebilmektedir. Oksit bandı (Oksit lekesi) olarak nitelendirilen hata türünde; folyo yüzeyinde kenarlardan içeri doğru ilerlemiģ, değiģik enlerde ve düzensiz olarak görülen hata türüdür. Gri, beyaz, açık kahverengi renklerde olabilmektedirler. Oksit lekesi oluģumuna, alüminyumun su ve hava ile teması neden olabilmektedir. ġekil 3.23 de oksit lekesi (su) oluģumu görülmektedir. Ayrıca, Mn ve Mg içeren alaģımların yüksek sıcaklıktaki ara tavları sırasında da oksit lekesi oluģumuyla karģılaģılabilmektedir. 28

47 ġekil 3.22 : Balıksırtı [16]. Özellikle Mn ve Mg un bir arada bulunduğu alaģımlarda döküm sırasında oluģan ve levha yüzeyinde cm. geniģliğinde devam eden oksit bantlarının görülmesi mümkündür. Dağlama iģlemiyle belirgin olarak görülebilmektedir. Folyo haddelemesiyle bu oksit bantlarının yüzeyden uzaklaģtırılabilmeleri mümkün değildir. Dolayısıyla müģteri beklentilerine uygun yüzey kalitesinde malzeme üretilememektedir. Bazı alaģımlarda bu oksit bantları folyo kalınlığında yırtılmalara neden olabilmektedir. Folyo haddelenmeden önce döküm sırasında bu hatayla karģılaģıldığı zaman hattın derhal kapatılması ve yeni döküme geçilmesi gerekmektedir. Döküm zamanına bağlı olarak oluģan bu kusuru önlemek için metal rafinasyonu ve filtrasyonunun iyi yapılması gereklidir. Oksit lekesi oluģumuna karģı nemli ortamlardan kaçınılmalı ve Mn ve Mg içeren alaģımların tavlanması nötr atmosferde yapılmalıdır. Yağ lekesi olarak nitelendirilen hata türünde; haddeleme ya da tavlama iģlemi sırasında malzeme yüzeyinde hadde yağının yanması sonucu oluģur. ġekil 3.23 : Oksit lekesi [16]. 29

48 Malzeme yüzeyinde fazla yağ olması ve rulonun çok sıkı sarılması yağ lekesi oluģumuna sebep olabilmektedir. ġekil 3.24 de yağ lekesi olan bir numunenin fotoğrafları görülmektedir. (a) (b) ġekil 3.24 : a)yağ lekesi (b) Yağ lekesinden dolayı kopma [16]. Merdane izleri olarak nitelendirilen hata türünde; folyonun parlak olan yüzeyinde görülür. Hadde merdanelerinin herhangi birinden kaynaklanan değiģik enlerde, kesikli veya sürekli olarak renk farkı Ģeklinde noktasal veya çizgisel olarak görülen boyuna veya çukurcuklar Ģeklindeki izlerdir. Mat yüzeyde renk farkı olarak nitelendirilen hata türünde; çift kat folyo haddeleme sırasında rulonun mat olan yüzeyinde yağsız kalan bölgelerde oluģan, homojen dağılım göstermeyen bir hata türüdür. Farklı enlerde, kesikli veya sürekli olarak görülen serpinti Ģeklindeki renk farklılıklarıdır. Mat yüzeydeki bu renk farkı, damlatma yağının yetersizliğinden kaynaklanmaktadır. Yüzeyde oluģan bu renk farkının giderilmesi için, damlatma yağının miktarı arttırılmalıdır [16]. Batık izi olarak nitelendirilen hata türünde; malzemeye temas eden merdanelere yapıģmıģ olan herhangi bir parçanın folyo yüzeyinde noktasal izler bırakması ile olģmaktadır. Batık izi, tamamıyla merdanelerden kaynaklanan bir hata türüdür. Batık izinin hangi merdaneden kaynaklandığını bulmak ve merdane yüzeyini temizlemek hatanın giderilmesini sağlayacaktır [14]. Kazıntı ve çizik olarak nitelendirilen hata türünde; kesikli ya da sürekli, parlak ya da mat, uzunlamasına ince çizgisel kusurlardır. Malzemenin sabit bir yere sürtünmesi ya da sarımların birbiri üzerinde kayması sonucu oluģmaktadırlar. Malzemenin sürtünme noktası tespit edilerek kazıntı ve çizgi oluģumunun önüne geçilebilir [15]. 30

49 Görülebilen delikler olarak nitelendirilen hata türünde; normal ıģıkta rulo yüzeyinde belirgin olarak gözle görülebilen deliklerdir. Merdanelerin herhangi birisinden veya malzemenin iç yapısındaki bazı kusurlar nedeniyle bu hata oluģabilmektedir. Görülebilen deliklerin hangi merdaneden kaynaklandığı bulunarak oluģumu engellenebilir [16]. 31

50 32

51 4. ALÜMĠNYUM FOLYO HADDELEMEDE KULLANILAN MERDANE ÖZELLĠKLERĠ 4.1 Fiziksel Özellikler Merdane Düzenleri Tezgahlar, merdanelerin diziliģ durumlarına göre isimlendirilir. En basit düzen ikili düzendir.ġkili bir düzende, iģ parçasının haddelendikten sonra merdanelerin üzerinden dolaģtırılmaması için,dönme yönü değiģtirilibilir. Böyle bir düzene ikili tersinir düzen denir [17]. ġekil 4.1 : Ġkili merdane düzeni [17]. Üçlü hadde tezgahlarında ise, üç meradene üst üste dizilmiģ olup, malzemeyi her iki yönde de haddelemeye uygundur [17]. ġekil 4.2 : Üçlü merdane düzeni [17]. 33

52 Küçük çaplı meradnelerle haddeleme iģlemi için gerekli olan kuvvet azalır. Ancak küçük çaplı iģ merdanelerinin mukavemeti ve rijitliği azaldığından, iģ merdanelerinin daha büyük çaptaki destek merdaneleri ile desteklenmesi gerekir. Bu düģünce ile çok meradaneli düzenler geliģtirilmiģtir [17]. Çok merdaneli sistemlerde, destek merdanelerinin tek fonksiyonu, küçük çaplı iģ merdanelerinin dikey doğrultudaki eğilme, bükülme sapmalarını kısıtlamaktır. Küçük çaplı iģ merdaneleri, yatay doğrultudaki eğilmeye de meyilli olduklarından bu merdanelerin çapları çoklu sistemlerde belirli sınırların altına indirilemez. ĠĢ merdanelerinin çapını azaltmak ve aynı zamanda eğilmeye uygun desteğe olanak sağlamak için iki destek merdanesiyle desteklenmiģ bir çoklu merdane sistemi ġekil 4.3 de görülmektedir. ġekil 4.4 de on iki ve yirmili düzen merdane sistemi ile ġekil 4.5 de Planet merdane sistemi görülmektedir. ġekil 4.3 : Ġki destek merdanesiyle desteklenmiģ bir çoklu merdane sistemi [18]. ġekil 4.4 : On iki ve yirmili düzen merdane sistemi [19]. 34

53 ġekil 4.5 : Planet merdane sistemi [20] Merdanelerin YassılaĢması Haddeleme kuvveti, merdanelerin elastik Ģekil değiģtirerek yasıılaģmasına yol açar (ġekil 4.6). YassılaĢma nedeniyle merdanelerle malzemenin temas yüzeyi büyür ve ezme bölgesinde yer alan giriģ ve çıkıģ düzlemleri hem giriģ hemde çıkıģ tarafına doğru kayar [20]. ġekil 4.6 : Haddeleme kuvvetleri ile merdane yassılaģması [20]. Ezme bölgesindeki temas yayı boyunca oluģan yük dağılımı eliptik kabul edilerek, yassılaģmıģ merdane yarıçapı (R ) Hitchcock un Ģu bağıntısıyla hesaplanır [20]: R = R(1+(16P(1-ν 2 ) / (Ew h)) (4.1) R = YassılaĢmıĢ merdane yarıçapı R= YassılaĢmamıĢ merdane yarıçapı ν= Merdane malzemesi poisson oranı E= Merdane malzemesi elastisite modülü P= Haddeleme yükü w= Malzeme geniģliği h=ezme miktarı 35

54 Çizelge 4.1 de merdane malzemeleri için bazı mekanik özellik değerleri verilmiģtir. Çizelge 4.1 Farklı çelik merdanelerin mekanik özellik değerleri [11]. Kopma Eğilme Elastisite Kayma Merdane Mukavemeti Momenti Modülü Modülü Malzemesi (kg/mm2) (kg/mm2) (kg/mm2) (kg/mm2) YumuĢak Dökme Demir , Soğutularak SertleĢtirilmiĢ Dökme Demir , Kısmi Soğutma Ġle SertleĢtirilmiĢ Dökme Demir , Mo AlaĢımlı Soğutma Ġle SertleĢtirilmiĢ Dökme Demir , AlaĢımlı Dökme Demir , Çelik Döküm Karbonlu YumuĢak Çelik Karbonlu Orta Sert Çelik Karbonlu Sert Çelik AlaĢımlı Çelik Yüksek Kalitede AlaĢımlı Çelik >100 > Yağlamanın Etkisi Soğuk haddelemede yağlayıcı kullanıldığı durumlarda sürtünme katsayısı değerinde azalma görülür.bu değiģimi etkileyen faktörler Ģöyle sıralanabilir [22]: a. Kullanılan yağın fiziksel ve kimyasal özellikleri b. Yağ miktarı ve uygulama Ģekli c. Malzeme sıcaklığı d. ĠĢ merdanelerinin yüzey pürüzlülüğü Malzeme giriģ kalınlığı ile sürtünme katsayısı arasındaki iliģki, yağlamalı ve yağlamasız durumlara göre ġekil 4.7 de verilmiģtir. Soğuk haddelemede mineral katkılı yağlayıcılar kullanıldığında, sürtünme katsayısının; yağlayıcı film kalınlığının 36

55 ve film kalınlık oranının artması nedeniyle merdane hızındaki artıģla azaldığı bilinmektedir. ġekil 4.7 : GiriĢ Kalınlığı-Sürtünme Katsayısı iliģkisi [20]. 4.2 Yüzey Morfolojisi ve Pürüzlülük Parametreleri TaĢlamada yüzey morfolojisi, iģ parçası ve aģındırıcı tanelerin birbirleryile olan etkileģimleri sonucu oluģur. ġekil 4.8 de taģlama sonucu oluģan tipik bir yüzey morfolojisinin SEM görüntüleri yer almaktadır [22]. ġekil 4.8 : TaĢlama sonucu oluģan tipik bir yüzey morfolojisinin SEM görüntüs [20]. Bu örnekte düzgün yüzey taģlama tipindeki prosesin aģındırıcı tanelerin iģ parçası üzerinde direkt olarak hareket etmesi sonucu oluģan girinti ve çıkıntılar görülmektedir [23]. 37

56 Karakteristik pikler ve vadilerin oluģturduğu yapıya yüzey morfolojisi adı verilir. Tipik pikler ve vadilerle oluģturulmuģ bir yüzey morfolojisi ġekil 4.9 da görülmektedir. ġekil 4.9 : Tipik pikler ve vadilerle oluģturulmuģ bir yüzey morfolojisi [24]. ġekilde görülen bileģenler pürüzlülük ve dalgalardır. Bu tip oluģumların baģlıca sebebi yüzeyde bulunan çatlaklar, kraterler, dıģarıdan gelen partiküllerdir. Bu partiküllerin oluģturduğu yüzey profilinin pürüzlülük değerleri çeģitli pürüzlülük parametreleriyle ölçülmektedir [24]. Yüzey özelliklerinin ölçülmesinde kullanılan kumpas, komperatör gibi aletler yaklaģık değerler vermektedirler. Bu aletlerle yapılan ölçümler, daha hassas yüzey ölçüm cihazlarıyla tekrarlandığında yüzeyin kumpas ve komperatör aletleriyle ölçülenden çok daha hatalı olduğu anlaģılır.bu hata gözle görülemeyecek nitelikte olan pürüzlülük değerleri olabilir. Bu pürüzlülüğe mikrogeometrik hata denir. ġekil 4.10 da farklı ölçüm metodlarıyla yapılan ölçüm sonuçları veren grafik görülmektedir. 38

57 ġekil 4.10 : Farklı ölçüm metodlarıyla yapılan ölçüm sonuçları [19]. Makrogeometrik hata ise tezgahın eski olmasından, titreģime neden olan mil, rulman, fikstür salgılarından, taģlama sırasında parçanın deforme olmasından veya taģın ilerleme hatalarından dolayı oluģabilir. Mikrogeometrik pürüzlülük, taģlama taģının aģındırıcı kumundan, taģ hızından, sürtünme sonucu açığa çıkan ısıdan, kumların aģınma özelliğinden, güç tüketiminden kaynaklanır.ġfade edilen bu faktörlerin tümü optimize edilse dahi yüzey pürüzlülüğü taģlama taģının kum büyüklüğüne tabidir. [14]. Ortalama Pürüzlülük (Ra), merkez çizgi ortalaması ve profilin aritmetik ortalama sapması olarak da adlandırılır. Ortalama pürüzlülük; pürüzlülük profili ve onun ortalama çizgisi arasındaki alandır. Ölçüm yapılan uzunluk üzerindeki pürüzlülük profil yüksekliğinin ortalama değerinin integrali ile belirlenir [14]. (4.2) Dijital veri değerlendirilirken integral trapezodial kuralına göre yaklaģık olarak hesaplanır. (4.3) Grafik olarak ortalama pürüzlülük, pürüzlülük pofili ve ölçüm yapılan uzunlukla (herbiri birbirine eģit beģ önek uzunluğa ayrılmıģ) sınırlanan onun ortalama çizgisi arasındaki alandır. 39

58 Ortalama pürüzlülük, Ra, pürüzlülük profilinin ortalama değerinin integralidir. Ölçüm yapılan uzunluk, L ile sınırlı gölgeli alandır. Ra,yüzey bitirme iģlemlerinde diğer parametrelere göre en genel olarak kullanılan pürüzlülük parametresidir [25]. Ġlk analog pürüzlülük ölçüm enstrümanları, iğnesel bir ölçü ucunun ileri ve geri hareket etmesiyle ve elektronik olarak (ortalamayı bulmak için) integral almasıyla sadece Ra yı ölçerlerdi. Sinyalin kesin değerini almak ve sadece analog elektroniği kullanarak sinyali integre etmek oldukça kolaydır. Ra nın diğer parametrelere göre daha yaygın bir kullanım alanı bulmasının temel sebebi budur. Ra yüzeyin sahip olduğu tüm hikayeyi anlatmaz. Örneğin ġekil 4.11 de tamamen aynı Ra değerine sahip üç farklı yüzey bulunmaktadır. Ancak bunların birbirlerinden farklı yüzeyler olduğunu anlamak çok kolaydır. ġekil 4.11 : Aynı Ra değerine sahip üç farklı yüzey [19]. ġekildeki üç yüzeyde de profil biçimleri birbirlerinden farlıdır. Ġlki keskin piklere (tepelere), ikinci derin vadilere üçüncü ise her iki profile de sahiptir. Bu üç profil benzer Ģekilde olsalar bile birbirlerinden farklıdırlar. Profili ya da aralıları farklı olan yüzeylerin ayır edilmesi için yüzetin piklerinin, vadilerinin, profil biçiminin ve aralıklarını veren diğer parametrelerin hesaplanması gerekir. Ölçülmek istenen yüzey ne kadar karmaģık ise Ra nın ötesinde ölçüm parametrelerini belirleyebileceğimiz daha kapsamlı ölçümler yapılması gerekir [24]. RMS ortalama pürüzlülük parametresi, yüzey profilinin diğer bir integralinden hesaplanır. 40

59 (4.4) Herhangi bir dalga boyu ve genliğe sahip saf sinüs dalgası için Rq, Ra ile orantılır ve 1.11 kat daha büyüktür. Eski ölçüm cihazları analog olarak Rq hesaplaması için bu yaklaģımı kullanırlardı. (bu yöntem direkt Rq hesaplamasından daha kolaydır) Ancak, gerçekte profiller sinüs dalgası kadar basit değildirler ve bu yaklaģım hataya yol açar. Modern ölçümlerde ya profil dijitalize edilir ya da Ra ya orantılı olarak hiçbir Rq yaklaģımı yapılmaz. [14]. Rq metal iģleme uygulamalarında yerini neredeyse tamamen Ra ya bırakmıģtır. Rq, bir yüzeyin optik kalitesiyle direkt iliģkili olduğundan hala optik uygulamalarda kullanılmaktadır. Pik pürüzlülüğü Rp ölçüm yapılan uzunluk üzerindeki en yüksek pikin ortalama profilden mesafesidir. Benzer Ģekilde Rv ölçüm yapılan uzunluk üzerindeki en derin vadinin ortalama profilden mesafesidir.toplam pürüzlülük, Rt bu ikisinin toplamıdır ya da diğer bir deyiģle en derin vadiden en yüksek tepeye olan dik uzaklıktır. [14]. (4.5) (4.6) (4.7) Bu üç parametre olağanüstü koģulları,örneğin bir contaya zararlı olabilecek yüzeydeki keskin pikleri ya da vadileri veya malzeme/prosesin zayıflığını belirleyici olan çatlakların ifadesinde yararlıdır. Rmax Amerikan standartlarında kullanılan isimlendirme olup ISO standartlarında Ry olarak ifade edilmektedir.standar bir iz için (beģ kademede alınan)beģ farklı Ry değeri vardır. Ry, bu tek kademe içerisindeki maksimum pikten en derin vadiye olan dik mesafedir. Rz (DIN),beĢ arka arkaya gelen yani beģ kademeli ölçüm uzunluğunda herbir maksimum pürüzlülük yüksekliğinin aritmetik ortalamasıdır. En yüksek beģ pik ve en derin beģ vadinin ortalamasıdır. Diğer bir ifadeyle on nokta yüksekliği olarak adlandırılır. [25]. Pc,pik sayımı, bir profilde alınan izin uzunluğu boyunca sayılan piklerin sayısını verir.pc nin hesaplanabilmesi için alt ve üst eģik değerleri olan bir pik tanımı yapmak gerekir. Genellikle tek bir sayı olarak pik sayım eģiği kullanılır, alt eģikten 41

60 üst eģiğe mesafe olarak tanımlanır, merkezi ortalama profilden geçer. Bir pik sayılabilmesi için üst eģiğin üzerinden ve alt eģiğin altından geçmek zorundadır. [26]. ġekil 4.12 : Rz,en yüksek beģ pik ve en derin beģ vadinin ortalaması [19]. (4.8) Pik sayımı ölçülen uzunluktaki (ilk pikin baģlangıcından son pikin bitimine kadar olan mesafe) piklerin sayısıdır.pc, pik/ inç ya da pik/cm olarak ifade edilir. Bazı ölçüm aletleri ortalama profilden farklı yüksekliklerde eģik merkezi alınmasına da izin verirler. Bu standart dıģıdır ancak bazı durumlarda uygun olabilir. Örneğin; derin vadilerden oluģan bir yüzey profilinde düģük piklerin sayımında vadileģmiģ yüzeylere uygun bir eģik çifti alınır. 4.3 Merdanelere Yüzey Özelliklerini Kazandıran TaĢlama TaĢı Özellikleri AĢındırıcı ÇeĢitleri AĢındırıcılar üretim durumlarına göre doğal ve yapay aģındırıcılar olmak üzere ikiye ayrılırlar [21] Doğal AĢındırıcılar Doğal aģındırıcılar çeģitli özelliklerine göre farklı gruplara ayrılabilirler. Bu gruplar aģağıda özetlenmiģtir: Pomza taģı, gözenekli olup zayıf aģındırıcılığa sahip volkanik bir taģtır. Bazı aģındırıcıların yapımında kullanılır. 42

61 Kuvars, silisyumoksit türüdür. Kuvars kristalleri doğada yabancı maddeler ve ince kumla karıģık olarak bulunur. Zayıf bir aģındırıcı olup değiģik özellikler gösterdiğinden hassas iģlerde kullanılamaz. Grenat, doğal silikat alüminyumoksit, demir ve krom silikatları gibi yabancı maddelerle karıģık olup kuvarsdan daha serttir. Saf olanı (almandit) zımpara kağıdı Ģeklinde kullanılır. Zımpara, Demiroksit ve silis kütlesi içinde yaklaģık yarı yarıya (%35-70) doğal alüminyumoksit kristalleri bulunan bir madendir. Zımpara taģının sertliği içinde bulundurduğu Alüminyumoksit miktarına göre değiģir. Tipik analizi Çizelge 4.2 de görüldüğü gibidir. Çizelge 4.2 : Zımpara taģı kimyasal analizi [14]. OKSĠT ORAN Alüminyumoksit 61% Demiroksit 25,50% Silisyumoksit 4% Titanyumoksit 3% Kalsiyumoksit 0,50% Diğer oksiter 6% Doğal Korund, zımparaya yapı olarak oldukça benzer. Fakat Alüminyumoksit miktarı zımpara taģıyla kıyaslandığında daha fazladır (%94).Sertliği 9 Mohs olup seramik bağlayıcı taģ yapımında kullanılır. Doğal Elmas, doğada 6, 8, 12, 24 yüzlü kristaller halinde oluģmuģ saf karbon türüdür. En kaliteli doğal elmas türü lekesiz ve saydam olanıdır. Yoğunluğu 3.5 g/cm 3 tür. Elmas ağırlığı karat ile ölçülüp 1 karat 0,2 g dır.doğal elmas bilinen en sert aģındırıcı olduğundan oldukça kırılgandır. Daha çok reçine bağlayıcı olmakla beraber, metal veya seramik bağlayıcı olarak da yapılan taģlarla, sert metal iģlenmesinde cam optik ve taģ endüstrisinde kullanılır [14] Yapay AĢındırıcılar Doğada bulunmayıp laboratuvar ortamında yapay olarak üretilen aģındırıcılardır. Bunlar; Korund (Alüminyumoksit) Krborandum (Silisyumkarbür) 43

62 Borkarbür Bornitrür Sentetik elmas Alüminyumoksit (Korund), Boksitin Higgins ark fırınlarında C de ergitilmetiyle elde edilir. Boksit killi bir yapıya sahip olup alüminyumun hammaddesidir. Yapısında Alüminyumkoksitten baģka, demiroksit, silisyum ve su bulanmaktadır. Boksit cevheri, önce ısıtılıp yapısındaki su uçurulur sonra fırında ergitilir. Demiroksit, manyetik ferrosilisyum Ģeklinde fırında dibe çöker.fırın içerisindeki ergiyik kristalleģmeye bırakılır. Bu iģlem sonunda % saflıkta Alüminyumoksit yaklaģık 10 tonluk bir blok halinde elde edilir. Fırın içersinde yapılacak bazı katkılarla saflık derecesi % 99,5 a kadar arttırılır. Higgins fırınından alınan Alüminyumoksit bloklar parçalanır, değirmende öğütülür, ince taneli hale getirmek için çelik merdaneler arasından geçirilir, manyetik seperatörlerde buhar ve sıcak su ile yıkanıp tozden arındırılır.döner kurutucularda kurutularak eleklerden geçirilir ve tane büyüklüklerine göre ayrılır. Alüminyumoksit (Al 2 O 3 ) kimyasal ve kristal yapısı bakımından normal korund, yarı asil korund ve asil korund Ģeklinde sınıflandırılır. TaĢlama gereksinimleri bakımından bu çeģitlerden biri seçilerek taģlamadan maksimum verim ve hassasiyet elde edilmiģ olur. Normal Korund, %95-97 saflıkta olup bileģiminde bulunan yaklaģık %3 TiO 2 sayesinde sağlam ve dayanıklı bir Alüminyumoksit çeģididir.rengi esas olarak kahverengi olup birçok seramik taģların piģirildiği 1248 C üzerindeki sıcaklıklarda yapısında bulundurduğu titanyumun oksitlenmesi sebebiyle gri-maviye dönüģebilir. Dayanıklı bir aģındırıcı olduğundan yüksek çekme katsayılı malzemelerin kaba taģlanması, çapak alma, silindirik taģlama, krank taģlama ve kesme iģlemlerinde kullanılır. Uluslararası standartlarda NK ya da A harfi ile gösterilir [22]. Asil Korund, Normal korunddan daha sert ve kırılganlığı daha fazla olup %99,9 saflıkta beyaza yakın renkte bir Aüminyumoksit çeģididir. Özellikle takım ve hız çeliklerinden yapılan takımların taģlanması silindirik, yüzey ve delik taģlamaları gibi hassas iģlemler için yapılan taģlada bu tip aģındırıcı kullanılır. Uluslararası standartlarda EK, EKW, 19A, 38A gibi sembollerle gösterilir. 44

63 Yarı Asil Korund, normal ve asil korundun karıģımından elde edilir.%98 saflıkta olup rengi kahverengidir. Derin talaģ kaldırmada, yüksek taģ basıncı olan ve iyi bir yüzey çıkarılması gerekli taģlama iģlemlerinde kullanılır. Uluslararası standartlarda HK gibi sembol ile gösterilir. Yukarda bahsedilen Alüminyumoksit çeģitlerinden baģka siyah korund (KS), pembe korund ( 25A, EKR), kırmızı korund(ekdr), mikrokristalli korund (sinterlenmiģ normal Alüminyumoksit, SG, SGB, KSB), zirkonyumlu korund (ZF,Z) gibi Alüminyumoksit çeģitleri de bulunmaktadır. Alüminyukoksit, Al 2 O 3, uluslar arası standartlarda A harfi ile gösterilip taģlamacılıkta sertleģtirilmiģ ya da sertleģtirilmemiģ çeliklerin taģlanmasındaki tüm taģlama Ģekilerine uygundur. Alüminyumoksit aģındırıcısı uygun sertlik-tokluk özelliği seçilerek farklı taģlama operasyonları ve malzemeler için kullanılabilir. AĢağıda farklı taģlama operasyonları için kullanılabilecek olan farklı Al 2 O 3 tipleri ifade edilmektedir. 43A, 48A Al 2 O 3 tipi en sert ve en kırılgan Al 2 O 3 olup düģük kromlu iģ merdanelerinin ve yüksek alaģımlı hız çeliğinden yapılmıģ destek merdanelerinin taģlanmasında geniģ bir uygulama alanı bulur. 42A, 43A dan daha az kırılgan olup birçok taģlama operasyonunda kullanılır. 77A, 62A sert bir aģındırıcı olup özellikle dövme çelik merdanelerin taģlanmasında kullanılır. Silisyumkarbüre karborandum adı da verilir. Doğada doğal olarak bulunmaz. Beyaz silis kumunun toz kömürle elektrik fırınlarında C deki tepkimesinden elde edilir (ġekil 4.3). Kömür olarak petrokok bulunamazsa metalurjik kok kullanılır.kimyasal reaksiyonu; SiO 2 + 2C = Si + 2CO Si + C = SiC (4.9) Bu tepkime sonucu iki tip Silisyumkarbür oluģur. Amorf SiC: Refrakter malzeme olarak kullanılır. Altı köģeli kristalize SiC: AĢındırıcı malzeme olarak kullanılır. Elde edilen külçe halindeki SiC kırılır, öğütülür, elenip/ yıkanıp çeģitli kum ölçülerine ayrılıp depolanır. SiC siyah ve yeģil SiC olmak üzere ikiye ayrılır: 45

64 Siyah SiC, SC, SKS, 37C gibi iģaretlerle uluslar arası standartlarda adlandırılırlar.elmasa yakın sertlikte olup kırılganlığı yüksektir.dökme demir, pirinç, alüminyum gibi malzemelerin taģlamasında kullanılan taģlarda yer alırlar. YeĢil SiC, SCG, SKG, 39C gibi iģaretlerle gösterilir. Sert metal takımların ve bazı seramiklerin taģlanmasında kullanılan taģların yapısında yer alır. SiC, Al 2 O 3 ile kıyaslandığında daha sert ve daha kırılgan olup Al 2 O 3 e göre daha keskin tane yapısına sahiptir. SiC aģındırıcısı kaba taģlama uygulamalarında kullanılacak olan taģların yapısında yer almakla birlikte Al 2 O 3 e göre kimyasal özelliklerinden dolayı daha az bir kullanım alanı bulur. AĢağıda Çizelge 4.3 de SiC ve Al 2 O 3 ün sertlik ve kırılma indeksi değerleri karģılaģtırılmıģtır. Çizelge 4.3 : SiC ve Al 2 O 3 ün sertlik ve kırılma indeksi değerleri [14]. AĢındırıcı Alüminyumoksit Silisyumkarbür Cinsi Knoop Sertliği(GPa) Kırılganlık Ġndeksi %3Cr katkılı 22,2 65 Beyaz 20,8 56,6 Monokristalin 22,4 47,7 Mikrokristalin 19,1 10,9 %10 ZrO2 19,2 10,9 %40 ZrO2 14,3 7,9 Sinterli 13,4 6,5 YeĢil 27,9 62,5 Siyah 26,3 57,2 Yapay Elmas, doğal elmasın doğada çeģitli kalitelerde bulunmasından dolayı endüstri uygulamalarında güçlük çekildiğinden yapay elmas üretilmeye baģlanmıģtır. Özellikle sert metal, seramik, bazı takım çeliklerinin taģlanmasında iyi sonuçlar vermektedir. Yapay elmas çeģitli derecelerde yüksek basınç ve yüksek sıcaklıklarda elde edilmektedir. Bir sentez ürünü olan yapay elmasın esası karbondur (grafit). Karbon, hegzagonal yapıda ( grafit ) veya kübik yapıda (elmas) bulunabilir. Yapay elmasın sentez iģlemi yapılırken amaç hegzagonal yapıda olan karbonun kübik yapıya dönüģtürmektir. Kübik yapıda bulunan karbonun ( elmas ) atomları arasındaki bağlar, hegzagonal yapıdaki karbonun (grafit) atomları arasındaki bağlardan daha kısa ve daha kuvvetlidir. Dolayısıyla elmasın sertliği burdan gelmektedir. Grafitin elmasa dönüģümü yaklaģık olarak kbar basınç ve 1400 C sıcaklıkta gerçekleģir. Bu reaksiyon için demir, nikel veya kobalt gibi metalik bir çözücü de gerekir [23]. 46

65 Elde edilen elmasın kum ölçülerine göre ayrılması osilasyonlu veya titreģimli eleklerle, ince kumlar için basınçlı hava kullanılarak ve elenmiģ kumların kontrolü de elektroform eleklerle yapılır. Böylece yapay elmas monokristalin vaya polikristalin olarak elde edilir. Monokristalin olanlar mikron ya da mesh ölçülerindedir. Elmas aģındırıcısı ile yapılan taģlama iģlemlerinde kısa pasolar kullanılır. Özellikle sementekarbürlü yüzeye sahip millerin taģlanmasında en ideal aģındırıcıdır. Uluslararası standartlarda D olarak gösterilen elmas aģındırıcısının farklı uygulamalarda kullanılan tipleri aģağıdaki gibidir. SDG, Sementekarbürlü yüzeye sahip merdanelerin taģlanmasında aģındırıcı olarak SDN, Nikel kaplı yapay elmas olup silindirik taģlamalarda, SDK; Bakır kaplamalı yapay elmas olup ısıya duyarlı taģlama operasyonlarında aģındırıcı olarak kullanılırlar. Nikel ve bakır gibi metellerle kaplı olan elmaslar daha uzun ömürlü olup Ģekillerini daha uzun süre muhafaza ederler. Fakat bu tip elmasların kullanımında yüksek güce sahip taģlama tezgahları gereksinimi en büyük dezavantajlarıdır. Kübik Bor Nitrür (CBN), Borazon, Amber, Elbor gibi isimlerle de bilinirler. Bornitrürden 1650 C sıcaklıkta ve yüksek basınçta elde edilirler. Sertlikleri elmas ve klasik aģındırıcıların arasındadır. Kullanım alanı olarak 60 HRc gibi ve birçok aģındırıcının aģındıramadığı alaģımlı çeliklerin taģlamasında aģındırıcı olarak kullanılır. TaĢlama operasyonunda elmasla kıyaslandığında daha yüksek taģ hızlarında kullanılabilir. Uluslararası standartlarda B olarak gösterilen CBN genellikle küçük çaplı HSS çeliği ile üretilmiģ iģ merdanelerinin taģlanmasında kullanılır.yukarıda bahsedilen aģındırıcı çeģitlerinin kristal yapı,yoğunluk,ergime sıcaklığı ve Knoop sertlik değerlerinin karģılaģtırılması Çizelge 4.4 de verilmiģtir. Çizelge 4.4 : BaĢlıca aģındırıcıların malzeme özelliklerinin karģılaģtırılması [12]. Özellik Al2O3 SiC CBN Elmas (D) Kristal Yapı Hegzagonal Hegzagonal Kübik Kübik Yoğunluk(g/cm3) 3,98 3,22 3,48 3,52 Ergime Sıcaklığı Knoop Sertliği(GPa) 20,06 23,5 46,1 78, Bağlayıcılar TaĢın körelmesi sonucu kesme özelliği azaldığında üst yüzeyde bulunan körlenen tanelerin düģerek yeni keskin tanelerin ortaya çıkması, bunun için de kesici taneleri 47

66 birarada tutatn bağlayıcı malzemesinin zamanında kırılarak körlenen kesici taneleri serbest bırakması gerekir. Dolayısıyla bağlayıcının türü ve miktarı taģlama operasyonunda öenmli rol oynamaktadır. Ġdeal bir bağlayıcı kesici taneleri, kesiciliklerini korudukları sürece taģ yüzeyinde tutmalı, taģ körelince de kesici taneleri bırakmalıdır. Bağlayıcılar türlerine göre içinde bulundurdukları maddeler göre anorganik ve organik bağlayıcılar olmak üzere ikiye ayrılırlar. Anorganik (Seramik) bağlayıcı maddeler çeģitli oranlarda kil, kuvars, kaolin, feldspattan yapılan anorganik bağlayıcılar yapım sırasında yüksek ısıda (1200 C) piģirilirken hacimleri küçüldüğü için yapısında poroziteler meydana gelir. Uluslararası standartlarda V ile gösterilir. Anorganik bağlayıcılar silikat, magnezit, grafit, metalik bağlayıcılar kullanılarak üretilmesine göre bu isimlerle çeģitlenirler. Organik bağlayıcı maddeler reçine, kauçuk, Ģellak gibi maddelerdir. Bu maddeler yüksek elastikiyete sahip olduklarından yan yüzeylerden gelen basınçlara karģı zayıf olan taģlama taģlarında ve yüksek hızlarda çalıģacak olan çapak alma taģlarında kullanılır. Organik bağlayıcı içeren taģlama taģları, taģın çalıģma esnasında çıkan ısıyla bağlayıcının yumuģaması ile birlikte; körleģen kesici taneler serbest kalır ve taģ bilenmiģ olur TaĢlama TaĢı ve AĢındırıcı Topografisi Topografi taģlama taģıyla da diğer aģındırıcı elemanların yüzeyde bıraktıkları Ģeklin bir haritası olarak nitelendirilir. Makro ve mikrotopografi farklı durumları nitelemekle beraber yüzey özellikleri açısından çok önemlidir. Temel olarak taģın Ģekli, iģ parçasının genel yüzey profilinin oluģturulmasında önemli bir parametredir. Mikrotopografi de makrotopografi gibi istenen yüzey özelliklerinin oluģturulmasında baģlıbaģına önemli bir parametre olmakla beraber aynı zamanda iģ parçası, bileme, enerji gereksinimi, taģ ömrü gibi parametrelere de bağlıdır Temel TaĢlama TaĢı Geometrisi Temel olarak taģ geometrisi taģın yuvarlak ve yan yüzeyleri ile ifade edilir. ġekil 4.13 de gösterildiği gibi iģ parçası ve taģlama taģı geometrilerinin birbirleriyle uyumu baģarılı bir taģlama operasyonu için oldukça önemlidir. TaĢlama iģleminin baģarılı olarak yapılamamasının taģlama taģı açısından problem oluģturan üç temel sebebi vardır. Bunlar: 48

67 ĠĢ parçası-taģlama taģı arası eksen kaçıklığı TaĢlama taģı profil bozukluğu TitreĢim ġekil 4.13 : ĠĢ parçası ve taģlama taģı geometrilerinin birbirleriyle uyumu [21]. ĠĢ parçası ve taģlama taģı arasındaki eksen kaçıklığı taģlanacak yüzeydeki yüzey özelliklerine olumsuz yönde etki edecek parametrelerden biridir.taģlama taģı tam silindirik bir yüzey olsa bile taģ ile iģ parçası arasındaki bağlantının eksenel bir hizalama içerisinde olmamasından dolayı bu problemle karģılaģılabilir (ġekil 4.13.a). Bu problem sonucunda iģ parçası yüzeyi istenen düzgün profilden sapar.eksen kaçıklığının temel sebepleri ise Ģunlardır [14]: Makinadan kaynaklanan eksenel kaçıklık, TaĢlama taģının yerleģtirilmesinden kaynaklanan eksenel kaçıklık, TaĢlama yükü sonucu taģ milinin ekseninin kayması, TaĢlama taģının bilenmesinden kaynaklanan eksenel kaçıklıktır. TaĢlama taģı profil bozukluğu problemi, ġekil 4.13.b de görüldüğü gibi taģlama taģının yüzeyinde bulunabilecek problemler profil bozukluklarına sebep olabilir. Çünkü taģlama taģı tam anlamıyla bir silindir değildir. Silindirik yüzey ve yan yüzeyin birleģtiği nokta tam olarak keskin bir çizgi boyunca dönen köģe değildir. Bu noktada varolan yüzey hataları iģ parçası profiline aynen yansıyacaktır. TaĢlama taģı profilinin bozukluğuna sebep olan faktörler aģağıdaki gibidir [24]: 49

68 Bilemenin yetersiz olması, Bilemenin bileyicinin tek bir noktasından yapılması, TaĢlamada oluģan gerilimlerle yan yüzey ve silindirik yüzey arasındaki köģeden aģındırıcı tanelerin kopmasıdır. Razor bileme tekniği olarak adlandırılan teknik ile bileme derinliği ve taģlama taģı profilindeki süreksizliklerin ölçümü profil hatalarını engellemede kullanılan önemli bir metottur. Bu teknikte taģlama taģının bir bölümü taģlama operasyonu için değil ölçüm için gerekli olan referans yüzey olarak kullanılır. Ġnce bir çelik levha taģlama taģı ile yüzeye, ilki taģlama öncesi ikincisi taģlama sonrası olmak üzere iki kez tatbik edilir. Bu uygulama sonucunda taģlama taģının yüzey profili tam olarak ince çelik levha yüzeyine aktarılır. TaĢlama öncesi ve taģlama sonrası taģ profili bu sayede net olarak karģılaģtırılabilir. Ölçüm iğne uçlu profilometre vasıtasıyla ince çelik levha yüzeyinin taranmasıyla ġekil 4.14 de görüldüğü gibi yapılır. a) b) ġekil 4.14 : Ġğne uçlu profilometre vasıtasıyla ince çelik levha yüzeyinin taranması [2]. TireĢim, taģlama operasyonu süresince taģlama profilinin dalgalanmasının artıģ göstermesi beklenmektedir. Bu durum taģlama tezgahının oluģturduğu titreģimlerden kaynaklanır. Profil dalgalanmaları belirli frekanslarda artıģ gösterme eğilimindedir. Bunun sebebi taģlama derinliği değiģimleri taģlama kuvveti değiģimleri ve sabit makina özelliklerinin taģlama operasyonu boyunca birarada bulunmasıdır. Yüzey profilinin dalgalanması, silindirik ya da düz yüzeyli taģlama yapabilmek ya da özel bir profilde taģlama iģlemi için taģ yüzeyinin uygun bir aletle düzgün hale getirilmesi ile kompanse edilebilir. Bu düzeltme iģlemi ve bileme iģlemi süresince titreģimler daha sonraki adım olan taģlamada birçok probleme sebep olabilirler. Bu problemlerin en baģında taģlama taģının balansının bozulması gelmektedir. Balansı bozulmuģ bir taģlama taģı ġekil 4.15 de görüldüğü gibi taģlama ekseninin kullanılamaz duruma 50

69 gelmesine sebep olur. Balansı bozulmuģ taģlama taģının operasyona olan etkisi, taģlama ile aynı hızda yapılacak olan düzeltme (truing) iģlemiyle giderilir. ġekil 4.15 : Balansı bozulan taģın operasyona olan etkisi ve yapılan düzeltme (truing) iģlemi [6] Mikrotopografi ve AĢındırıcınınTopografik Parametreleri TaĢlama taģının mikrotopografisi taģlama performansının belirleyicisidir. Çünkü topografi Ģekle, Ģekilde kesici kenarların profiline bağlıdır. Topografi aģındırıcı taneler ve yüzeyde bulunan porozitelerin bir yansımasıdır. AĢındırıcı taģın yüzey topografisi aģağıdaki özelliklere bağlıdır: AĢındırıcı taģın yapısı AĢındırıcı taģın bilemesi ve taģ profilini düzeltici iģlemler (truing) AĢındırıcının uygulandığı proses TaĢlama taģının yapısı aģındırıcı taneler bağlayıcı malzeme ve porozitelerden oluģmaktadır (ġekil 4.16). ġekil 4.16 : TaĢlama taģının yapısı [6]. 51

70 TaĢlama taģının yapısı, Vg tanelerin hacim yüzdesi, Vb bağlayıcı malzemenin hacim yüzdesi, Vp porozitelerin hacim yüzdesi olmak koģuluyla; Vg + Vb + Vp = % 100 (4.10) TaĢlama taģı yapısı içerisinde aģındırıcı tanelerin yüzdesinin düģük olması porozitelerin yüksek olmasına sebep olur. DüĢük miktardaki bağlayıcı malzemesi de aynı Ģekilde poroziteyi artırır. Her iki durumda da taģlama taģı yapısının mukavemeti düģer.ġekil 4.17 de tarama elektron mikroskobu ile (SEM) görüntülenmiģ poroz yapılara sahip taģlar görülmektedir. ġekil 4.17.a daki mikroyapı yüksek poroziteli CBN taģıdır. ġekil 4.17.b deki orta seviyedeki poroziteye sahip CBN taģıdır. Her iki taģ da CBN olmasına rağmen yapılarında içerdikleri porozite miktarlarının farklı olmasından dolayı farklı karakterde yüzeylere sahiptirler. a) b) ġekil 4.17 : SEM ile görüntülenmiģ poroz yapılara sahip taģlar.a) 2 mm, b) 4 mm [6]. AĢındırıcı tanelerin yapısı iģ parçasının yüzey performansını belirler. Bağlayıcı malzemeler aģındırıcı taneleri birarada tutarlar. Bağlayıcı malzeme ve taneler taģlama taģı yapısının mukavemetini belirleyici parametrelerdir. Zayıf bağlayıcı ile bağlanmıģ taģlama taģlarının yüzeylerinden kesici taneler çok kolay ayrılır. Dolayısıyla sağlıklı bir taģlama iģlemi yapabilmek için aģındırıcı taģın yapısında bulunan aģındırıcı tanelerin sağlam yapıda bir bağlantıya sahip olması gerekir. Yüzey topografisinin tam olarak ölçülebilmesi için bazı parametreler gereklidir. Literatürde taģlama taģının yüzey topografisinin ölçümü için birçok parametre olmasına rağmen çalıģma içerisinde taģlama prosesi için en önemli üç tanesi ele alınacaktır. Bunlar; 52

71 Kesici kenar kütlük parametresi Kesici kenar yoğunluğu Efektif porozite oranı Kesici kenar kütlük paramatresi, γ, efektif kesici kenar çapının, r 0, tane çapına, r g, oranıyla bulunur (ġekil 4.18). ġekil 4.18 : Kesici Kenar Kütlük Parametresi (γ) [6]. Bu parametrenin çıkarılmasına alternatif olarak diğer bir yöntem bilenen yüzey alanının birim alana olan oranıdır. Fakat bu alternatif yöntem bilenen yüzey alanının değiģimlerinden çok etkilendiği için daha az hassasiyete sahiptir [21]. (4.11) Kesici kenar yoğunluğu, Ca, taģlama taģı yüzeyinin birim alanında bulunan aktif kesici kenarların sayısı ile ifade edilir. TaĢlama taģı yapısındaki ya da kesme derinliğindeki değiģimler birim alan baģına aktif kesici kenarları değiģtirir [22]. Unutulmamalıdır ki, taģlama performansı sadece kesici tanelerin Ģekline bağlı değildir. Aynı tane düģük ya da yüksek taģlama performansı sergileyebilir. ġekil 4.19 da kesici tane penetrasyonları görülmektedir. DüĢük tane penetrasyonunda malzeme öncelikli olarak kenarlara doğru hareket eder. Yüksek tane penetrasyonunda malzeme tüm yüzeyde hareket eder. 53

72 ġekil 4.19 : Kesici tane penetrasyon derinlikleri [21]. König ve Lortz, taģlamada tüm kesici kenarların, taģlama taģı-iģ parçası temasında statik olarak ölçülemeyeceğini ifade etmiģlerdir. Verkerk yaptığı çalıģmalarda iki parametre üzerinde durmuģtur. Bunlar, Cst, birim alan baģına toplam statik kesici kenar sayısı ve Cdin, iģ parçası-taģ kontağındaki birim alan baģına toplam dinamik kesici kenar sayısıdır. Bu iki parametrenin birbirleriyle analitik iliģkisi aģağıdaki gibidir: (ϴ) c (4.12) Burada ϴ,iĢ parçası- taģ kontak açısı, c belirli taģ ve bileme koģulları için 0,4-0,8 aralığındaki sabit sayıdır.kesici kenar yoğunluğu-iģ parçası arasındaki kontaktan oldukça etkilenir. Bu durum ġekil 4.20 de gösterilmiģtir. Gerçek kontak uzunluğu teorik geometrik değerinden daha büyüktür. Bu durum taģın, aynı bir araba lastiğinin yoldaki durumu gibi, bölgesel olarak yayınımından kaynaklanır. Bu yayınım iģ parçası üzerine binen kesici kenar sayısını ve dolayısıyla aktif kesici kenar yoğunluğunu oldukça artırır. ġekil 4.20 : Kesici kenar yoğunluğu-iģ parçası arasındaki kontak [21] Kesici kenar yoğunluğu taģlama taģı yüzeyindeki birim alan baģına aktif kesici kenarların sayısının sayılmasıyla belirlenebilir. Aktif taneler iģ parçası taģ bağlantısı 54

73 boyunca gözlemlenebilir. Bu sayede aktif taneler sayılabilir ve taģın aktif katmanlarının derinliği belirlenebilir. Kesici kenar yoğunluğu kesici kenar boģluklarıyla da ilgilidir. Artan kesici kenar yoğunluğu poroziteyi azaltır ve düģük tane penetrasyonuna sebep olur. ĠĢ parçasına etkiyen aģındırıcı tane kuvveti tane penetrasyonunun azalmasıyla düģer. Efektif porozite oranı taģ yüzeyindeki porozite ile ilgilidir. Efektif porozite taģ yapısındaki boģlukların hacmi ile ifade edilir (ġekil 4.21). ġekil 4.21 : Efektif porozite yoğunluğunun yüzeyden artan derinliklere doğru inildikçe azalması. [23] Efektif porozite yüzeyden artan derinliklere doğru inildikçe azalır. ġekil 2.49 da görülen grafik belirleyici alan eğrisi olarak adlandırılır. Yüzeyin üst kısımlarında % 100 hava bulunur. Yüzeyin iç kısımlarına doğru belirli oranlarda malzeme ve hava karıģımı artıģ gösterir. Bu karıģım belirleyici oran olarak ifade edilir. Bu grafikte yüzeydeki porozitelere odaklanılmalıdır. Bu porlar taģlama sıvısını ve taģlama esnasında iģ parçasından kopan çapakları içine hapsedebilir. Grafikteki eğrinin altında efektif porozite sıfır olur. Böylece belirleyici oran % 100 e ulaģır. Netice olarak yüzeyin efektif porozite miktarı, taģın yapısal porozite miktarından büyük ya da küçük olabilir [15] TaĢlama TaĢı Yüzeyi Ölçüm ve Görüntüleme Yöntemleri TaĢlama taģları için kullanılan temel yüzey ölçüm yöntemleri aģağıdaki gibidir: Ġğne ucun kullanıldığı teknikler, Optik teknikler, 55

74 SEM, Replika Tekniğidir. Ġğne ucun kullanıldığı tekniklerde, uygulanan yüzey pürüzlülük ölçüm yöntemleri 1927 yılından beri kullanılmaktadır. Çok küçük çaplı bir iğne ucun yüzey boyunca yatay olarak hareket etmesiyle ölçüm yapılır. Ġğne ucun dikey hareketleri bir dönüģtürücü vasıtasıyla ölçülür. Hareketler yüzey profilinin Ģeklini iki boyutlu olarak oluģtur. Ġğne uçlu ölçüm tekniğinin prensibi ġekil 4.22 de gösterildiği gibidir [24]. ġekil 4.22 : Ġğne uçlu ölçüm tekniği prensibi [21]. Dikey yöndeki büyütmeler, yatay yöndeki büyütmelere oranla daha büyüktür. Ġğne ucun dikey hareketi sayesinde taģlama taģı yüzeyi üzerinde ölçüm yapılır. Bu sayede yüzey profilini ifade eden pikler oluģur. Ġğne ucun kullanıldığı ölçüm tekniklerinde birçok problemlerle karģılaģılmaktadır. Bu ölçümün hassasiyeti iğne ucun Ģekli ve boyutuna bağlıdır. Büyük çaptaki iğne uç hassasiyetin azalmasına sebep olabilir. Bir diğer problem ise aģındırıcının çok sert olması ve iğne ucun çok sert olan bu aģındırıcı ile teması sırasında zarar görmesidir. Ayrıca taģlama taģlarının boyutlarının çok büyük olması iğne ucun kullanıldığı ölçüm cihazına taģın büyük gelmesine sebep olur. Bu durum böylesine büyük kütleli ölçüm malzemeleri için replika kullanılması önemini ortaya çıkarır. Daha hassas sonuçlar alınabilmesi için ölçüm yapılan bölgeden alınan bilgiler software aracılığı ile bilgisayara aktarılır ve 3D görüntüler elde edilir (ġekil 4.23). 56

75 ġekil 4.23 : 3D Optik profilometre görüntüleri [21]. Optik tekniklerle yapılan ölçümlerde mikroskop, ölçümün derinliği ile ilgili bilgi vermez. Optik mikroskop görüntüleri belirli derinlikteki ölçüm sonuçlarını direkt olarak yansıtmadığından ölçüm yapılan alanın hassasiyeti iğne uçlu ölçüm teknikleri ya da derinlik çözünürlüğünü verebilen optik ölçüm teknikleriyle desteklenir. ġekil 4.24 de ince taneli taģlama taģının optik mikroskop görüntüsüne bir örnek bulunmaktadır. ġekil 4.24 : Ġnce taneli taģlama taģının optik mikroskop görüntüsü [21]. Stereo mikroskop yüzeyin sahip olduğu ince detayları yüksek büyütmelerde oldukça iyi ifade eder. Bu mikroskop çeģidi ile aģındırıcı iģ parçası arasındaki birim alan baģına kesici kenar sayısı belirlenerek kesici kenar yoğunluğu hesaplanabilir. DüĢük büyütmelerde daha geniģ bir alanda bulunan aģındırıcı tanelerin sayısı elde edilebilir. Her gözlem sonucunda elde edilememekle birlikte aģındırıcı taneleri ve bağlayıcı malzemeyi birlikte görmek mümkündür. 57

76 Detaylı ve net mikroyapılar ġekil 4.17 de görüldüğü gibi SEM görüntüleriyle elde edilir. SEM yüksek büyütmelerde stereografik fotoğraflar ve yükselti farklılıkları elde ederek farklı penetrasyon derinliklerinden doğru sonuçlar alınmasını sağlar. Replika Tekniği baģlı baģına bir ölçüm yöntemi değildir. Replika tekniği büyük hacimli iģ parçası ve taģlama taģlarının direkt ölçüm zorluklarının ortadan kaldırılarak ölçümün yapılmasını sağlar. Bu teknikte replika bir bileģik ya da yumuģak metalden oluģur. SaflaĢtırılmıĢ replika malzemesi ölçümün yapılması istenen iģ parçası ya da taģlama taģı üzerine tatbik edilir. Belirli bir süre beklendikten sonra tatbik edilen replika sıvısı hızla katılaģır ve yüzeyin Ģeklini alarak ölçümün yapılmasına olanak sağlar. 58

77 5. TAġLAMA TaĢlama taģı, uygun ve ekonomik Ģekilde talaģ kaldırmak için kullanılan bir alettir. Bu aletle yapılan operasyonlara taģlama denir. Kaba bir yüzey taģlandıktan sonra düz ve parlak hale gelir. Bu yüzey mikroskopla incelendiğinde birçok pürüzler dalgalar çukurluk ve çıkıntılar görülür. Bu pürüzlerin muhtelif ölçü Ģekilleri vardır. Örneğin; RMS(Root Mean Square) metodunda,rms sayısı küçüldükçe pürüzlerin daha az yüzeyin daha düzgün olduğu anlaģılır. RMS sayısı büyükse yüzey kaba,pürüzlü demektir.hassas taģlanmıģ bir yüzeyin RMS sayısı çok küçüktür. TaĢlama taģı aynı zamanda parçayı hassas ölçüsüne getirmek için kullanılır. Kaba bir parçadan ne kadar talaģ kaldırılacağı, parçanın o kısmının hangi ölçüye getirileceği önceden saptanır. TaĢlamadan sonra parça önceden saptanmıģ olan Ģekli alır. Böylece, taģlamanın amacı parçayı istenen Ģekle ve hassas ölçüye getirmek ve gerekli yüzey düzgünlüğünü sağlamaktır [26]. 5.1 TaĢlama TaĢının ÇalıĢma Teorisi ĠĢ parçası ve taģın aynı yönde döndürüldüğünü ve böylece talaģ kaldırıldığını düģünelim.taģ yüzeyindeki bir noktanın (bir adet kumun) iģ parçasına daldığı ve kestiği andaki durumu P olsun (ġekil 5.1). TaĢ döndüğü için bir zaman birimi sonra bu nokta Q durumuna gelecektir.aynı zamanda iģ parçası da döndüğünden, iģ parçasının Q noktası da R noktasına gelir. Böylece PQR üçgeni kadar talaģ kaldırılmıģ olur.talaģ kalınlığı P de sıfır, R de an çoktur. (RS,talaĢ kalınlığı) OP paso derinliğidir,rs ile karıģtırılmamalıdır [26]. Parçanın dönüģ hızı artırılırsa Q noktası da aynı zaman biriminde bu defa R1 durumuna gelecektir.(ġekil 5.2). Bu durumda talaģ kalınlığı R1-S1 olur ki bu da ilk durumdaki RS talaģ kalınlığından daha fazladır ve talaģ boyu daha uzundur.taģ yüzündeki nokta iģ parçasına daha derinlemesine dalmakta ve aynı zamanda daha çok dirençle karģılaģmaktadır. Bu direnç o noktanın (yani kum taneciğinin) bazı halde henüz körlenmeden taģtan kopmasına neden olur. 59

78 ġekil 5.1 : TaĢlama taģının çalıģma teorisi [20]. DönüĢ hızı çoğalınca taģ ilk durumdakine göre daha yumuģakmıģ gibi çalıģmaktadır. Parçanın hızını azaltırsak bu defa taģ kalınlığı azalır. TaĢ kumun karģılaģtığı direnç azalır ve körlenmiģ olsa bile kum yerinden kopmaz, taģ daha sertmiģ gibi çalıģmaya baģlar. ġekil 5.2 : TaĢlama taģının operasyon esnasındaki konumu [20]. Eğer taģın dönüģ hızı artırılırsa P noktası daha kısa zamanda Q noktasına gelecektir (ġekil 5.3). ĠĢ parçasının hızı değiģmediğinden bu kısa zaman içinde Q noktası R noktasına kadar gidemeyecek, R2 noktasına ancak ulaģacaktır. Bu durumda talaģ kalınlığı R2-S2 olacaktır. Bu bakımdan taģ hızı artınca taģ taģ üzerindeki kumlar daha az dirençle karģılaģır, taģ sertmiģ gibi çalıģır. Aksine taģ hızı azaltılırsa, talaģ kalınlığı ve talaģ uzunluğu artar, direnç fazlalaģır ve taģ daha yumuģakmıģ gibi çalıģır. TaĢın çapı küçülünce aynı sonuç ortaya çıkar. [24]. 60

79 ġekil 5.3 : TaĢlama taģının operasyon esnasındaki konumu [20]. 5.2 TaĢlamaTaĢının Kullanılmasını Etkileyen Faktörler Zımpara taģının çalıģmasına etkiyen baģlıca faktörler Ģunlardır: ĠĢ parçasının fiziksel ve kimyasal yapısı, Değme alanı(taģlamanın Ģekli), TaĢın dönme hızı, ĠĢ parçasının dönme hızı, Paso derinliği ve çalıģma basıncı, TaĢ mili gücü, Soğutma sıvısı cinsi ve milktarı, TaĢ düzeltme iģleminin Ģekli ve kalitesi, TaĢlama tezgahının durumu ve operatöeün yeteneği. ĠĢ parçasının fiziksel ve kimyasal yapısı ttaģlamayı etkiler. Örneğin; karbonu yüksek olan bir Martin çeliği, yumuģak çeliğe oranla; alaģım elemanlarınca zengin alaģımlı bir çelik, düģük alaģımlı bir çeliğe oranla daha yumuģak bir taģ ister. Aksine östenitik çeliklerde daha sert taģ kullanılır. Kum ölçüsü bakımından ise Martin çelikleri Östenitik çeliklere oranla daha ince kumlu taģlarla taģlanır [14]. Bir çeliğin su verilmiģi, tavlanmıģına oranla daha yumuģak taģ ister. Isıl iģlem görmemiģ çelik, zımpara taģını ısıl iģlem görmüģ olanına oranla daha az aģındırır. Islah çeliklerinde, genellikle orta sertliklerde taģ kullanılır. Bu konuda bir genelleme yapmak gerekirse çeliğin hassasiyeti, kırılganlığı arttıkça kullanılacak taģın sertliği azalır. Böylece taģlanan yüzeyde meydana gelebilecek bozukluklar,renk değiģimleri,çatlama eğilimi önlenmiģ olur. 61

80 Yapılan çalıģmalar,zımpara taģının yapısına uygun bir ısıl iģlem uygulanmasının daha pratik olduğunu göstermiģtir. TaĢalama sırasında iģ parçasında yüzy bozuklukları,çatlaklar oluģuyorsa ve iģ parçasının fiziksel,kimyasal durumunu, bilhassa ısıl iģlem türü değiģtirlemiyorsa,o zaman daha az sertlikte çalıģan daha yumuģak taģ kullanmak ve hatta daha az paso ile çalıģmak gibi taģlamanın Ģeklini değiģtirme zorunluluğu ortaya çıkar. Bunda amaç taģın iģe değdiği yerdeki ısı oluģumunu azaltmaktır [18]. TaĢlanabilirlik, taģın o malzemeden parçalar koparma kabiliyetidir. Bu, 1 kg ağırlığında talaģ kaldırmak için harcanan taģlama taģı miktarı ile ifade edilir. Örneğin; Çizelge 5.1 de fiziksel ve kimyasal özelliklerle taģlanabilirlik arasındaki iliģki gösterilmektedir. Çizelge 5.1 : Fiziksel ve kimyasal özelliklerle taģlanabilirlik arasındaki iliģki [20]. Çelik Cinsi Kimyasal Sertlik TaĢlanabilirlik Kompozisyon (HRc) Oranı Karbon Çeliği C:0.9 Mn: Krom Çeliği C:2 Cr: Hız Çeliği C:0.7Cr:4 W:18 V: Vanadyumlu Hız Çeliği C:1.5Cr:5 W:13 V: Görüldüğü gibi %5 V li hız çeliği, karbon çeliğine oranla kırk defa daha fazla taģ harcamaktadır. Çünkü V çeliğinde son derece sert VC yapıları bulunur. TaĢlanmaya karģı dirençli çelikler tavlı olarak taģlanırsa dirençleri daha az olur. Eğer taģlama iģlemi su verildikten sonra da hassas bir taģlama gerektiriyosa, tavlanmıģ durumda azami talaģ kaldırılarak sadece çok az bir taģlama payı bırakılır. Değme alanı iģ parçası ile taģın birbirine değdiği yerdeki yüzey parçasıdır. (ġekil 5.4), PQ yayı boyunca olan taģ yüzeyi değme alanını göstermektedir. TaĢ ve iģ parçasının çapları büyüdükçe veya OP paso derinliği arttıkça değme alanı da büyür. Değme alanı büyüyünce, taģın iģ parçası üzerine yaptığı basınç,çok fazla kum üzerine dağıldığı için azalır,kumlar malzemeden parça koparmamaya baģlar, kum uçları körleģir,taģ yüzü parlar,sürtünme yapar,ısı oluģur ve iģ parçası yüzeyinde yanma oluģur. Çünkü taģ sertmiģ gibi çalıģmaya baģlamıģtır [15]. 62

81 ġekil 5.4 : Değme alanı [20]. TaĢın çalıģma sertliği, taģlamada verimi etkileyen en önemli parametrelerdendir. Bir taģ tezgahta güç tüketiyor, fakat aģındırma yapmıyor ve verim vermiyorsa o taģ sert çalıģan bir taģtır. TiterĢim yapan ve iģ parçası üzerinde izler meydana getiren, yüzeyi metal parçalarıyla dolan,kesmeyen, değme alanında oluģan ısı nedeniyle taģlanan yüzeyde renk değiģimleri, yanmalar, çatlamalar oluģturan sert çalıģan taģlardır. Diğer bir ifade ile bu taģlar yumuģak olarak seçilseler bile o iģte sert karakterli taģ gibi çalıģmaktadırlar [17]. Diğer yandan, kumların körleģmeden yerinden kopması ve iģ parçası ile taģ arasına girmesi nedeniyle taģlanan yüzeyde taģın kum ölçüsünden daha büyük kum ölçüsü kullanılıyormuģ gibi yüzey pürüzlülüğü oluģturan, uzun bir parçayı taģarken bir uçtan diğer uca gidinceye kadar aģırı aģınarak parçayı konik taģlayan taģlar sert olarak seçilse bile yumuģak karakter gösteren taģ halini alır. Belirli bir hızda çalıģan bir taģın hızı arttırıldığında taģ daha sert bir taģ karakterinde çalıģmaya baģlar [19]. Görüldüğü gibi taģın sert veya yumuģak karakter göstermesi kullanma koģullarına göre değiģmektedir. Belirli özelliği olan bir taģ,çalıģma sertliğini etkileyen koģullara göre değiģik sonuçlar verebilir. ÇalıĢma sertliği,bağlayıcı maddenin ve aģındırıcı kumların taģa verdiği yapı sertlliğinden ayrıdır. Yapı sertliği labaratuvar koģullarında belirlenebilir.fakat çalıģma sertliği taģ tezgaha takılıp iģe baģlamadan önce belli olmaz. Bunu ancak taģlama operatörü görebilir. Uygun taģ, çalıģma sertliği ve çalıģma koģullarına uygun olan taģ demektir. Uygun taģ ya çabuk talaģ kaldırmalı ya düzgün çıkarmalı ya da iki koģulu da sağlamalıdır. Hem kullanma koģullarına hem de taģın yapı özelliklerine uygun olarak çalıģmalıdır [21]. Ayrıca taģın çalıģma sertliği ekonomik yönden araģtıtılmalıdır. Örneğin; herhangi bir taģ her bakımdan iyi bir uygulama örneği oluyor ama parça baģına 63

82 taģlama maliyeti daha sert bir taģın taģlama maliyetinden daha fazla geliyorsa, kullanmakta olunan taģ yumuģak bir taģtır denebilir. Teknik sonuçlar değiģmeyecekse ekonomik düģünce tarzı ile bir derece sert bir taģla çalıģma yoluna gidilebilir. TaĢın çalıģma teorisinden bahsedilirken,taģ hızı artınca taģın çalıģma sertliğininde arttığı söylenmiģti. Pratikte iyi verim almak için taģın güvenlik sınırları içinde müsade edilen en yüksek hızda dndürülmesi gerekir. TaĢ hızını arttırırkrn, taģn kalınlığını aynı tutmak için taģ pasosuda arttırılmalıdır. Aksi halde verim azalır. Herhangi bir çalıģmada taģın çok sert geldiği saptanırsa, daha düģük hızlarda çalıģılmak suretiyle taģın yumuģak çalıģması sağlanır. TaĢ hızı deyimi iki anlamda kullanılır: TaĢ,miline takılınca taģın hızı taģ milinin taģ milinin hızı kadar olur.bu hız dk/dev olarak tanımlanır.taģın yüzeyindeki bir noktanın bir dakikada kaç tam tur yaptığını gösterir (ġekil 5.5). TaĢ tam bir tur yapınca (X) noktası taģın çevresi kadar yol katediyor demektir.taģ 1 s. Süreyle döndüğünde (X) noktasının yaptığı yol m/s cinsinden hesaplanır. ġekil 5.5 : TaĢın yüzeyindeki bir noktanın bir dakikada tam tur sayısı [20]. TaĢın çevresel hızı Ģu formülle bulunur: V=(3,14*D*N/60)*1000 (5.2) V: m/s olarak taģın çevresel hızı D: mm olarak taģın çapı. N: RPM TaĢın dakikadaki devri. 64

83 TaĢlama taģında hız, taģın verimliğine etkileyen en önemli faktörlerdendir. Her taģlama iģleminin gerektirdiği bir hız vardır. Bu, taģın etiketinde yazılı olan maksimum hız olmayabilir. Belki yapılacak iģde daha düģük bir hız gerekiyordur. [14]. TaĢ hızı düģürülürse taģ daha yumuģakmıģ gibi çalıģır. Kullanılmakta olan bir taģın çapı zamanla küçülür, çapı küçülen taģın çevresel hızı azalır. Azalan çevresel hız taģın verimliliğini düģürür. O zaman taģı daha hızlı döndürmek gerekir. Bunu yaparken küçülmüģ olan o çapa ait hız limiti aģılmamalıdır. Bu Ģekilde hız arttırma, hızı ayarlanabilir tezgahlarda olur.hız arttırıldıkça taģın verimliliği de arttırmıģ olunur ama aģağıdaki çizelgede gösterilen hız limitleri aģılmamalıdır. Çünkü verim artıģı için güvenlik sınırları zorlanmamalıdır. ĠĢ parçası daha hızlı döndürülürse taģın çalıģma sertliği azalır. Elde çok sert bir taģ varsa parçayı hızla döndürmek suretiyle, bu yetmezse aynı zamanda taģ hızını da azaltarak bu taģtan faydalanılabilir. TaĢlama tezgahlarında çeģitli hız kademeleri olduğundan iģ parçalarını taģın durumuna göre döndürmek mümkündür. Silindirik taģlamada,talaģ koparma gücü iki kuvvete ayrılmaktadır. Biri iki puna arasındaki iģ parçasına etkiyerek onu döndürmeye çalıģan normal N kuvveti, diğeri taģlamayı gerçekleģtiren T kuvvetidir (ġekil 5.6). ġekil 5.6 : Silindirik taģlamada talaģ koparma kuvveti bileģenleri [20]. N normal ve T tanjant kuvvetleri tezgahın toplam gücündeki değiģimlere paralel olarak değiģirler. Paso derinliği arttırıldığında bu iģ parçası üzerindeki basıncı ve tanjant kuvvetini arttırır. Bu da o zamana kadar normal çalıģan taģı ısıtacak ve aģırı 65

84 güç istenecektir. Eğer mevcut güçle ve aynı çalıģma koģullarında iģe devam etmek istiyorsak daha yumuģak bir taģ kullanmamız gerekir [14]. Eldeki güç, arttırılan paso derinliğine yeterli ise, taģın her kum tanesi daha fazla güç altında kalır. Daha kolay yerinden kopar, taģ yumuģak çalıģır. Bu bakımdan elde çok sert çalıģan bir taģ varsa ve güçte yeterli ise paso derinliği arttırılarak uygun bir taģ olarak kullanılabilir. Güç yeterli değilse ve paso derinliğini arttırmak için gereken daha yumuģak taģı bulamıyorsak ısı oluģmasını ve motorun aģırı yüklenmesini önlemek bakımından paso derinliğini hiç bozmamak yerinde olur. Genel bir kural olarak paso derinliği kaba ve ön taģlamalarda fazla nihai iģlem olan ince taģlamada ise azdır. Yeterli bir talaģ kaldırma için paso derinliğini arttırmak yeterli olmuyorsa,kum ölçüsü daha kalın ve sertliği de biraz fazla olan bir taģ kullanılabilir. Normal N kuvveti iģ parçasına baskı yaptığından,taģlamadan sonra parçaların ortalarında deformasyona uğramıģ bölgeler olablir. Uzun parçalarda bunu önlemek için parçaların altına,bir veya daha fazla destekler konur [11]. TaĢ mili ve tezgahın gücü faktörleri ise taģlama operasyonuna etki eden diğer faktörlerdendir. Teorik olarak motor gücünün daima fazla olması istenir. Böylece paso derinliğinin artıģı ve verimlilik sağlanır. Yalnız taģın yumuģak çalıģmasını önlemek için motor gücünün fazla ve pasonun derin tutulduğu hallerde daha sert taģ seçilmelidir. Ekonomik bir taģlamada motor gücünün en verimli Ģekilde kullanılması esastır. Gücün yettiği oranda sert taģ kullanılması malzemenin taģlanabilirliği ölçüsünde taģlama verimini arttırır. TaĢın kaldırdığı talaģ miktarı,tüketilen güçle karģılaģtırıldığında o taģın o iģe göre sert veya yumuģak olduğu hakkında karar verilebilir. TaĢlamada,özellikle fazla talaģ kaldırılan hallerde,taģ milinde yeterli güç bulunması istenir. En iyi koģullarda bile N beygir gücündeki bir tezgahta çelik malzemeden saatte N*0,75 kg dan daha fazla talaģ kaldırılamaz. Çizelge 5.2 de çeģitli taģlamalar için (HP olarak) gerekli motor güçleri gösterilmektedir [21]. 66

85 Çizelge 5.2 : ÇeĢitli taģlama örenekleri için gerekli motor güçleri (HP) [20]. TaĢlamanın türü TaĢ çapları (mm) Silindirik taģlama Puntasız taģlama Krank taģlama Düz taģla yüzey taģlama Çanak,silindir veya sekmanlı taģlama DüĢük hızda kaba taģlama 1 1, Yüksek hızda kaba taģlama 1, Yüksek hızda kesme Silindirik TaĢlamada Yüzey Düzgünlüğü ve TaĢ Sertliği Silindirik taģlamaya aynı zamanda puntalı taģlama da denir. Silindirik bir parçanın dıģ çapı üzerinde yapılan taģlama türüdür. Parça iki ucundan desteğe alınır ve döndürülür. Parçaya dik veya bir açı ile konmuģ olan taģ daha yüksek bir hızla döndürülerek parça taģlanır. Silindirik taģlamada düz veya faturalı taģlar kullanılır. TaĢ çapları mm kalınlıkları mm olabilir. Faturalı olmak üzere daha büyük çaplı ve daha kalın taģlar da kullanılır.taģlar kumlarda, H-P sertliklerinde, asil korund veya silisyumkarbürden olupanorganik bağlayıcılardır. Çizelge 5.3 de çeģitlerine göre taģ seçimi örnekleri yer almaktadır. malzeme Çizelge 5.3 : Silindirik taģlamada malzeme çeģitlerine göre taģ seçimi örnekleri [20]. Malzeme Kum Ölçüsü AĢındırıcı Sertlik Alüminyum 40 SiC J Pirinç 60 SiC K Pik Demir SiC J-K Çelik Asil Korund J-M Silindirik taģlamada taģlamada yüzey düzgünlüğü genellikle taģ bileme tekniği, geçiģ hzı,paso derinliği, taģ sertliği, taģlanan malzeme cinsi gibi faktörlere bağlı olduğu 67

86 gibi aynı zamanda kum ölçülerine de bağlıdır. Malzeme sertliğine göre taģ sertlikleri Çizelge 5.4 de gösterilmiģtir. Çizelge 5.4 : Malzeme sertliğine göre seçilecek taģ sertlikleri [20]. YumuĢak >50 HRc X Malzeme Sertliği Orta HRc X Sert HRc X TaĢ Serliği M K J 5.4 Merdane TaĢlama Hataları Silindirik taģlamada zaman zaman çeģitli sorunlarla karģılaģılabilir.bu sorunlar ve nedenleri aģağıda özetlenmiģltir [22] Vuruntu Merdane muylularındaki problemden kaynaklanabilir, bu yüzden muylu kontrol edilmelidir.vuruntu merdaneden de kaynaklanabileceği için merdaneyi de kontrol etmek yararlıdır.vuruntuya sebep olabilecek diğer sebepler ve alınacak önlemler aģağıda özetlenmiģtir (ġekil 5.7). ġekil 5.7 : Vuruntu oluģumu [22]. a. Yatak ayarları bozuk olabilir. Yatak eksenleri yukarıda veya aģağıda olabilir. Yatak civataları ve pabuçları sıkılmamıģ olup vibrasyon yapabilir. Kontrolü ve yeniden yatak ayarı yapılmalıdır. b. TaĢın balansı bozuk olabilir. (Kontrol edilmelidir) c. TaĢ düzeltme elması körelmiģ veya çatlamıģ olduğundan taģ güzel düzeltilmemiģtir. Elmasın çevrilmesi veya yenisinin takılması gerekir.(elmas 45 derece cevrilmelidir.) d. TaĢ devri düģürülerek vuruntu giderilebilir. 68

87 e. TaĢın iģe göre sertliği uygun değildir, fazla sert olabilir. Bu durumda bir harf daha yumuģak taģ kullanılması doğru olur. f. Soğutma suyu kirli ise taģ çabuk kirlenebilir. g. Punta bozuk olabilir. h. Punta fazla sıkıģmıģ olabilir. i. Merdane devri de biraz düģürülerek vuruntu alınabilir. j. TaĢ milinde ve tezgahtaki vibrasyon vuruntuya sebep olabilir. k. TaĢın kayıģları aģınmıģ olup yarma yapabilir. Kontrol edilmeli ve gerekli ise değiģtirilmelidir. l. TaĢ mili yatakları aģınmıģ olabilir Yırtık Yırtık oluģumuna sebep olabilecek diğer sebepler ve alınacak önlemler aģağıda özetlenmiģtir (ġekil 5.8). ġekil 5.8 : Yırtık oluģumu [22]. a. Soğutma suyu çok kirlenmiģtir. Sudaki talaģ parçaları ve pislikler taģla iģ arasında kaldığı için yırtık yapar. b. Kirli su taģı iyi temizlenmediği için taģ sıvama yapar; kesemediği için yırtma yapar. c. Filtre sistemleri tıkanmıģtır veya filtreler uygun değildir. Bu durumda, filtreler değiģtirilmeli veya uygun filtreler seçilmelidir. d. Kullanılan taģ iģe göre yumuģak geliyordur. Bir veya iki harf sert taģ kullanmak gerekir. e. TaĢın iç yapısında nokta nokta boģluklar olabilir. Bu boģluklar talaģ toplandığı için yırtık yapabilir. 69

88 f. Soğutma sıvısı oranı düģük olabilir. g. TaĢın içinde damar damar nokta Ģeklinde parlak sert cisimler bulunabilir, bu cisimler yırtıklara sebep olabilir. Bu durumda taģın bu cisimler kaybolana dek elmaslanması veya değiģtirilmesi gerekir. h. Silisyum karbürlü taģlar yırtık yapmaya daha yatkındırlar. Alüminyum oksitli taģ yırtık açısından daha iyi sonuç vermektedir. i. TaĢın çok sert gelmesi de yırtığa sebep olabilir. Bu durumda bir harf daha yumuģağı kullanılmalıdır. j. Sert su yırtık yaptırır Dalga Ġzi Dalga izi oluģumuna sebep olabilecek diğer sebepler ve alınacak önlemler aģağıda özetlenmiģtir (ġekil 5.9). ġekil 5.9 : Dalga Ġzi oluģumu [22]. a. Tezgahın yatak ayarları bozuk olabilir. Kontrol edilmeli veya yeniden ayar yapılmalıdır. b. Soğutma suyunda soğutma sıvısı oranı fazladır, taģı sıvama yapar ve bu durumda taģ kesmez. Bu da dalga olmasına sebep olur. Buna engel olmak için soğutma sıvısı oranı kontrol altında tutulmalıdır. c. TaĢ düzeltme elması çevrilmeli veya yeni elmas takılmalı. d. TaĢ çok sert olabilir. Bu durumda bir harf daha yumuģak taģ kullanılmalıdır. e. TaĢın devri düģürülerek dalga izi oluģumu giderilebilir. f. Merdane muyluları bozuk olabilir, kontrol edilmelidir. g. Dalga izi taģın bağlayıcılarından kaynaklanabilir. h. Ayna fırdöndü takozları çok gevģek veya çok sıkı olmamalı, tatlı bir Ģekilde esnemelidirler. i. Ayna takozlarının her ikisi de fırdöndü pabuçlarına eģit basmalıdır. 70

89 j. TaĢın yüzeyi yağlanmıģ olabilir. TaĢı tekrar elmaslayıp yağlanmayı yok etmek gerekir Çevresel TaĢ Ġzi Çevresel taģ izi oluģumuna sebep olabilecek diğer sebepler ve alınacak önlemler aģağıda özetlenmiģtir (ġekil 5.10). ġekil 5.10 : Çevresel taģ izi oluģumu [22]. a. TaĢın kenarları keskin olduğu için iz yapar.taģın kenarlarına parça taģla ve siyah elmas taģla pah kırılmalı. b. Arabanın hızı çok fazla artırılarak; taģın devri düģürülerek; 3-4 sefer fazla paso vererek taģın kenarları döktürülür. Ve böylece iz oluģmasının önüne geçilir. c. Araba ilerlemesine ve merdane devrine kademeli olarak müdahale edilerek izler yok edilir. d. Kaba taģlamadaki çevresel izler finiģ taģlamada paso yüklenerek giderilmeli. e. TaĢın kenarları yağlanmıģ ise çapak yapar. Çapakta iz yapar. f. Muylularda salgı varsa iz yapar. Salgı taģlanarak giderilmelidir. g. Fırdöndü eģit basmazsa iz yapar, eģit basmasını sağlayın. h. TaĢın yüzeyi yağlanmıģ olabilir, elmaslama yapılarak giderilebilir. i. Kullanılan taģ serttir.daha yumaģak taģ seçilmelidir Otlama Ġzi Otlama izi oluģumuna sebep olabilecek diğer sebepler ve alınacak önlemler aģağıda özetlenmiģtir (ġekil 5.11). 71

90 ġekil 5.11 : Otlama izi oluģumu [22]. a. TaĢ körelmiģtir ve kesme yapmıyordur. b. TaĢla iģin arasına birikmiģ talaģ parçaları düģer ve taģın yüzeyini bozar. Bu durumda taģ yeniden elmaslanarak kullanılabilir hale getirilmelidir. c. TaĢta balans vardır, yeniden balans alınmalıdır. d. Muylularda aģırı yağlama olursa, muylu ile yatak arasında aģırı birikme olacağından muylular dalgalanma yapar, bu da otlama izine sebep olur. e. Soğutma suyunun sıvı oranı fazla olabilir, sıvı oranı ayarlanmalıdır. f. Muylularda ısınma olursa otlama izi yapar, bu yüzden muyluları soğutmak gerekir.(ısınma max. 29 derece olmalıdır) Renk Farklılığı Merdane yüzeyi üzerinde renk farklılığı oluģumuna sebep olabilecek diğer sebepler ve alınacak önlemler aģağıda özetlenmiģtir (ġekil 5.12). ġekil 5.12 : Renk farkı oluģumu. [22] a. Ayna mafsalı çok gevģektir. Ayna mfsalının boģluğu alınması gerekir. b. Merdane muyluları çok salgılıdır. c. Fırdöndü eģit basmassa renk ayrımı yapar. EĢit basması sağlanır. d. TaĢ balans yaparsa renk ayrımı yapar. Balans kontrol edilmeli. e. Pasolu olarak iģin ortasında iģten çıkılırsa yarıda renk ayrımı olur. Paso bitikten sonra iģten çıkılır. f. Merdanenin sertliği homojen değilse renk ayrımı olur. 72

91 6. DENEYSEL ÇALIġMA Yapılan çalıģmalar kapsamında farklı taģlama taģları kullanılarak taģlanan merdanelerin Tuzla Folyo ĠĢletmesi nde haddeleme operasyonundaki performansları ile malzeme yüzey özellikleri takip edilmiģtir. ÇalıĢmalar esnasında yapılan tüm denemeler Folyo Hadde-4 tezgahında ve savurma döküm yöntemiyle üretilmiģ olan %0,8 C ve %2 Cr içeriğine sahip 2B1-2B2 seri numaralı çelik merdaneler kullanılarak yapılmıģtır.deneysel çalıģmalar esnasında TYROLIT 89A 220 K11 B18, NORTON 23 A 280 K11 B18, TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģlama taģları kullanılmıģtır.amaç, kullanılan bu taģlara bağlı olarak merdane ve malzeme yüzey özelliklerinin karģılaģtırılıp,elde edilen sonuçların 8079 Alüminyum alaģımı Folyo üretim prosesi olan haddelemeye olan etkileri ortaya çıkarmaktır.söz konusu etkiler ortaya konulurken yapılan çalıģmalar; 1) Merdaneler bazında yapılan ölçümler 2) Malzeme bazında yapılan ölçümler olmak üzere iki farklı ana baģlık altında yürütülmüģtür 6.1 Merdaneler Bazında Yapılan Ölçümler Merdanelerin TaĢlanması Savurma döküm yöntemiyle üretilmiģ olan %0,8 C ve %2 Cr içeriğine sahip 2B1-2B2 seri numaralı çelik merdaneler her üç taģlama operasyonunda da Assan Alüminyum TaĢlama Atölyesi nde bulunan 1954 model Waldrich Siegen taģlama tezgahında taģlanmıģtır. ġekil 6.1 de taģlama operasyonunda kullanılan taģların gösterimlerinin taģıdığı anlamlar görülmektedir.çizelge 6.2 de taģlama operasyonunda kullanılan taģların sertlik grupları gösterilmektedir. Çizelge 6.1 : TaĢlama taģı sertlik grupları [24]. Çok YumuĢak YumuĢak Orta Sert Çok Sert A.B.C.D.E.F.G H.I.K.J L.M.N.O P.Q.R.S T.V.W.Z 73

92 Kesici eleman cinsi Kum sayısı Sertliği Seyrek Doku (Gözenek) 38 A 46 H 8 V B E Alüminyum oksit ġellak Sentetik reçine Seramik ġekil 6.1 : TaĢlama taģı özelliklerinin Ģematik gösterimi [24]. Bu Ģablon kullanılarak,deneyin birinci aģamasında kullanılan TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģının özellikleri ġekil 6.2 de gösterilmektedir. Kesici eleman cinsi Kum sayısı Sertliği Seyrek Doku (Gözenek) 89 A 220 K 11 B 18 Alüminyum oksit Yüzde ġekil 6.2 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģının özellikleri [24]. Bağlayıcı Sentetik reçine TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile yapılan taģlama operasyonunun kademeleri ve bu kademelerde uygulanan parametrik değerler Çizelge 6.2 deki gibidir. Çizelge 6.2 : 2B-1/2B-2 Merdanelerinin TYROLIT 89A 220 K11 B18 TaĢı Ġle TaĢlama Parametreleri 2B1-2B2 MERDANELERĠ TAġLAMA PARAMETRELERĠ NORMAL TAġLAMA DENEME TAġLAMA KABA ARA NĠHAĠ KABA ARA NĠHAĠ MERDANE ÇAPI(mm) 216,31 216,29 TAġ DEVRĠ (dev/dk) MERDANE DEVRĠ (dev/dk) ĠLERLEME HIZI (m/dk)

93 ġekil 6.3 de deneyin ikinci aģamasında kullanılan NORTON 23A 280 K11 B18 taģının özellikleri gösterilmektedir. Kesici eleman cinsi Kum sayısı Sertliği Seyrek Doku (Gözenek) 23 A 280 K 11 B 18 Alüminyum oksit ġekil 6.3 : NORTON 89A 220 K11 B18 taģının özellikleri [24]. Bağlayıcı Sentetik reçine NORTON 23A 280 K11 B18 taģı ile yapılan taģlama operasyonunun kademeleri ve bu kademelerde uygulanan parametrik değerler Çizelge 6.3 deki gibidir. Çizelge 6.3 : 2B-1/2B-2 Merdanelerinin NORTON 89A 220 K11 B18 TaĢı Ġle TaĢlama Parametreleri 2B1-2B2 MERDANELERĠ TAġLAMA PARAMETRELERĠ NORMAL TAġLAMA DENEME TAġLAMA KABA ARA NĠHAĠ KABA ARA NĠHAĠ MERDANE ÇAPI(mm) 216,29 216,27 TAġ DEVRĠ (dev/dk) MERDANE DEVRĠ (dev/dk) ĠLERLEME HIZI (m/dk) ġekil 6.4 de deneyin ikinci aģamasında kullanılan NORTON 23A 280 K11 B18 taģının özellikleri gösterilmektedir. Kesici eleman cinsi Kum sayısı Sertliği Seyrek Doku (Gözenek) 23 A 320 K 11 B 18 Alüminyum oksit ġekil 6.4 : TYROLIT 23A 320 K11 B18 taģının özellikleri [24]. Sentetik reçine 75

94 TYROLIT 23A 320 K11 B18 taģı ile yapılan taģlama operasyonunun kademeleri ve bu kademelerde uygulanan parametrik değerler Çizelge 6.4 deki gibidir. Çizelge 6.4 : 2B-1/2B-2 Merdanelerinin TYROLIT 23A 320 K11 B18 TaĢı Ġle TaĢlama Parametreleri 2B1-2B2 MERDANELERĠ TAġLAMA PARAMETRELERĠ NORMAL TAġLAMA DENEME TAġLAMA KABA ARA NĠHAĠ KABA ARA NĠHAĠ MERDANE ÇAPI(mm) 216,27 216,25 TAġ DEVRĠ (dev/dk) MERDANE DEVRĠ (dev/dk) ĠLERLEME HIZI (m/dk) Merdanelerden Replika Numunelerinin Alınması TaĢlanan merdaneler üzerinden Struers marka replika seti ve Repliset T1 marka replika sıvısı (0,1 micron çözünürlük) kullanılarak replika numuneleri alınmıģtır. Bu iģlemi yapmaktaki amaç, 750 kg kütleli merdanelerin yüzey özelliklerinin optik profilometrede incelenebilmesi için yaklaģık 5cm X 3cm boyutlarında merdane ile aynı yüzey özelliklerine sahip baskı numunelerinin elde edilmesidir Merdane Yüzeylerinin Optik Mikroskop Ġncelemeleri Yapılan her üç taģlama neticesinde elde edilen yüzeyler optik mikroskop görüntüsü alma imkanı veren DINO Optik Mikroskobu ile incelenmiģtir. Ġncelemelerde 200X mikroyapı görüntüleri alınmıģtır. 6.2 Malzeme Bazında Yapılan Ölçümler Malzeme Yüzey Özellikleri Ölçümleri Deneysel çalıģmalarda kullanılan malzemeler AA 8079 Alüminyum alaģımı olup,ilk üretim prosesi olan dökümden son üretim prosesi olan haddeleme ve tavlama iģlemlerine kadar Assan Alüminyum Tesisleri nde üretimi yapılmaktadır.deneylerde kullanılan 8079 alaģım grubunun kimyasal bileģimi Çizelge 6.5 de verilmiģtir. 76

95 Çizelge 6.5 : AA 8079 Alüminyum AlaĢımı Kimyasal BileĢimi [12]. % Si % Fe % Cu % Zn 0,05-0,30 0,7-1,3 0,05 0,1 Deneylerde kullanılan malzemelerin kalınlık ve en gibi diğer özelliklerine, taģlama operasyonu sonucunda malzemede oluģan taģ yırtığı problemine göre karar verilmiģtir. Buna göre, 7 μm kalınlık ve 1670 mm en değerleri, söz konusu problemin karģılaģıldığı malzeme değerleri olduğundan farklı taģlarla taģlanan merdaneler, bu özellikteki malzemelerin haddelenmesi sırasında deneysel çalıģmalarda uygulamalara tabi tutulmuģtur. Malzeme, nihai paso olarak nitelendirilen 7 μm prosesinden önce, aynı tezgahta fakat farklı yüzey özelliklere sahip merdaneler tarafından dört pasoya daha tabi tutulmaktadır. Çizelge 6.6 da deney malzemesinin ilk ve nihai paslar arasındaki kalınlık azalmaları ve deformasyon yüzdeleri görülmektedir. Çizelge 6.6 : AA 8079 AlaĢım 1670 mm Enindeki Malzemeler Ġçin Pasolar Arası Kalınlık DüĢüĢleri Ve Deformasyon Yüzdeleri [12] Tezgah FH-04 En Kalınlık Deformasyon (mm) (μm) Yüzdesi 1.660, , ,50% 1.660, ,67% 1.630, ,00% 1.614, ,00% 1.599, ,00% Üç farklı taģla taģlanan merdanelerin her biri için haddeleme prosesi sonunda malzemeden alınan numuneler merdane yüzey özelliklerinin malzeme yüzey özelliklerine etkilerini incelemek amacıyla Wyicont 1100 Üç Boyutlu Optik Profilometre ve Leica DM 6000M Confocal Mikroskopta incelenmiģtir. Confocal Mikroskopta üç boyutlu görüntülerin elde edilmesi için numune tablası 2-3 μm mesafede z ekseninde hareket ederken elde ettiği tüm görüntüleri birleģtirme esasına dayanmaktadır Mikroskop ve EDS ÇalıĢmaları Malzemenin 14 μm kalınlıktan 7 μm kalınlığa haddelenmesi sırasında malzemeerde çeģitli sebeplerden dolayı kopmalar yaģanmaktadır. Bu sebepler sarıcı gerginin fazla 77

96 olması,yağ filminin süreksizleģmesi,döküm kaynaklı tam olarak ergimeyen sert karakterli alaģımlar yaģanabileceği gibi merdanenin problemli taģlanmasından dolayı da yaģanabilir. AlıĢmalar içerisinde bu iki farkı kopma grubunun ayrıģtırılması amacıyla Assan Alüminyum Ürün ve Proses GeliĢtirme Labaratuarları nda bulunan JEOL JSM-5600 Elektron Mikroskobu ve IXRF 550i model ve Oxford 6587 dedektöre sahip EDS cihazları kullanılmıģtır Üretim Parametrelerin Ölçülmesi Üç farklı taģla taģlanan merdanelerin her bir taģlama sonrası haddeleme esnasında gerçekleģen parametreleri ile taģlama taģları arasındaki farklar ortaya çıkarılmıģtır. Bu iģlemler yapılırken Assan Alüminyum Tuzla Folyo ĠĢletmesi nde bulunan Folyo Hadde-4 tezgahında kurulu olan Acchenbach SFC, Düzgünlük Kontrol Sistemi ve Measure-X, -X IĢınları ile Anlık Kalınlık Ölçüm Sistemleri kullanılmıģtır. 78

97 7. SONUÇLAR VE ĠRDELEME 7.1 Merdanelerden Alınan Replika Numunelerinin Yüzey Pürüzlülüğü Ölçüm Sonuçları 2B1-2B2 merdanelerinin ilk taģ olan TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanmasından sonra alınan replika numunelerinin 3D optik profilometre cihazından elde edilen yüzey pürüzlülük değerleri ġekil 7.1 deki gibidir. ġekil 7.2 de aynı cihaz ile elde edilen x ve y kesitleri boyunca ortalama pürüzlülük değerleri verilmiģtir. Bu taģlamada Assan Alüminyum Folyo ĠĢletmesinin taģlama operasyonundan istediği hedef pürüzlülük değeri Ra parametresi cinsinden 0,08-0,10 aralığıdır. ġekil 7.1 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin 3D optik profilometre replika numune görüntüsü. Çizelge 7.1 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin 3D optik profilometre cihazından elde edilen yüzey pürüzlülük değerleri Ra Rz Rq Rt Rp Rv 2B1 0,08 0,09 0,52 0,63 0,10 0,11 0,60 1,01 0,25 0,30 0,34 0,71 2B2 0,08 0,09 0,56 0,63 0,11 0,11 0,67 0,79 0,24 0,30 0,37 0,51 ġekil 7.2 de aynı cihaz ile elde edilen x ve y kesitleri boyunca ortalama pürüzlülük grafikleri ile Çizelge 7.2 de ortalama pürüzlülük değerleri verilmiģtir. 79

98 ġekil 7.2 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin x ve y kesitleri boyunca ortalama pürüzlülük değerleri Çizelge 7.2 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin ortalama pürüzlülük değerleri Ra Rz Rq Rt Rp Rv min max min max min max min max min max min max 2B1 0,08 0,09 0,56 0,62 0,11 0,11 0,63 0,79 0,26 0,43 0,35 0,43 2B2 0,08 0,09 0,53 0,64 0,10 0,12 0,62 0,76 0,20 0,36 0,34 0,57 2B1-2B2 merdanelerinin ikinci taģ olan NORTON 23 A 280 K11 B18 taģı ile taģlanmasından sonra alınan replika numunelerinin 3D optik profilometre cihazından elde edilen yüzey pürüzlülük değerleri ġekil 7.3 deki gibidir. ġekil 7.4 de aynı cihaz ile elde edilen x ve y kesitleri boyunca ortalama pürüzlülük değerleri verilmiģtir. ġekil 7.3 : NORTON 23 A 280 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin 3d optik profilometre replika numune görüntüsü 80

99 Çizelge 7.3 : NORTON 23 A 280 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin 3d optik profilometre cihazından elde edilen yüzey pürüzlülük değerleri Ra Rz Rq Rt Rp Rv 2B1 0,09 0,10 0,61 0,75 0,11 0,13 0,69 0,79 0,31 0,36 0,35 0,43 2B2 0,09 0,10 0,63 0,64 0,12 0,12 0,72 0,74 0,26 0,34 0,33 0,46 ġekil 7.4 de aynı cihaz ile elde edilen x ve y kesitleri boyunca pürüzlülük değerleri verilmiģtir. ortalama ġekil 7.4 : NORTON 23 A 280 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin x ve y kesitleri boyunca ortalama pürüzlülük değerleri Çizelge 7.4 : NORTON 23 A 280 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin ortalama pürüzlülük değerleri Ra Rz Rq Rt Rp Rv min max min max min max min max min max min max 2B1 0,08 0,08 0,58 0,62 0,10 0,11 0,82 0,90 0,20 0,21 0,62 0,69 2B2 0,08 0,09 0,60 0,66 0,11 0,12 0,65 0,98 0,22 0,48 0,42 0,50 2B1-2B2 merdanelerinin üçüncü taģ olan TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģı ile taģlanmasından sonra alınan replika numunelerinin 3D optik profilometre cihazından elde edilen yüzey pürüzlülük değerleri ġekil 7.5 deki gibidir. ġekil 7.6 da aynı cihaz ile elde edilen x ve y kesitleri boyunca ortalama pürüzlülük değerleri verilmiģtir. 81

100 ġekil 7.5 : TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin 3d optik profilometre replika numune görüntüsü. Çizelge 7.5 : TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin 3d optik profilometre cihazından elde edilen yüzey pürüzlülük değerleri. Ra Rz Rq Rt Rp Rv 2B1 0,08 0,10 0,71 0,97 0,12 0,14 1,10 1,44 0,67 0,88 0,43 0,58 2B2 0,08 0,10 0,92 1,11 0,13 0,15 1,49 1,90 1,09 1,39 0,35 0,52 ġekil 7.6 : TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin x ve y kesitleri boyunca ortalama pürüzlülük değerleri Çizelge 7.6 : TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanenin ortalama pürüzlülük değerleri Ra Rz Rq Rt Rp Rv min max min max min max min max min max min max 2B1 0,08 0,10 0,62 0,69 0,11 0,12 0,74 0,85 0,23 0,29 0,45 0,62 2B2 0,09 0,10 0,61 0,68 0,11 0,12 0,76 0,86 0,23 0,29 0,47 0,64 82

101 Üç farklı taģla taģlanan merdanelerin Ra değerleri istenen aralık olan 0,08-0,10 aralığında olmakla beraber Rz değerleri merdanelerde farklılıklar göstermektedir. Bu farklılığın malzemenin haddeleme proses parametrelerine olan etkileri Bölüm 7.5 de ortaya konmuģtur. 7.2 Merdane Yüzeyi Optik Mikroskop Ġnceleme Sonuçları Her üç taģlama neticesinde elde edilen merdane yüzeyleri optik mikroskop görüntüsü alma imkanı veren DINO Optik Mikroskobu ile incelenmiģtir.ġncelemelerde 200X lik mikroyapı görüntüleri alınmıģtır. 2B1-2B2 merdanelerinin TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanmasından sonra merdane yüzeyinden alınan mikroyapı görüntüleri ġekil 7.7 a ve b de verilmiģtir. a) b) ġekil 7.7 : 2B1-2B2 merdanelerinin TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile elde edilen yüzeyi. Merdane hadde tezgahına takılıp haddeleme iģlemi yapıldığında malzeme yüzeyleri takip edilmiģ ve yüzeyde,merdaneden geldiği düģünülen izler tespit edilmiģtir. Ayrıca malzeme hadde tezgahında gergi altında olduğu ve 7 µm gibi çok ince bir kalınlık değerinde olduğu için kopma sorunu yaģanmıģtır. Kopma yaģanan bölgelerden alınan numuneler Bölüm 7.4 te incelenmiģtir. YaĢanan bu problemden dolayı merdaneler haddede tezgahından çıkarılmıģ ve tekrar incelenmiģtir.merdane yüzeyinde taģlama operasyonu kaynaklı olarak oluģan bu izlerin elde edilen mikroyapı görüntüleri ġekil 7.8 de görülmektedir. 83

102 ġekil 7.8 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile merdane yüzeyinde oluģan taģlama kaynaklı izler. 2B1-2B2 merdanelerinin NORTON 23 A 280 K11 B18 taģı ile taģlanmasından sonra merdane yüzeyinden alınan mikroyapı görüntüleri ġekil 7.9 a ve b de verilmiģtir. a) b) ġekil 7.9 : 2B1-2B2 merdanelerinin NORTON 23 A 280 K11 B18 taģı ile elde edilen yüzeyi Ġlk taģla karģılaģtırıldığında daha ince aģındırıcıya sahip olan NORTON 23 A 280 K11 B18 taģı merdane yüzeylerinde oluģturduğu taģlama izleri ölçüldüğünde yüzeyde daha dar aralıklı izler oluģturduğu görülmüģtür. 2B1-2B2 merdanelerinin TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģı ile taģlanmasından sonra merdane yüzeyinden alınan mikroyapı görüntüleri ġekil 7.10 da verilmiģtir. 84

103 a) b) ġekil 7.10 : 2B1-2B2 merdanelerinin TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģı ile elde edilen yüzeyi TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģının daha ince aģındırıcı tanelerden oluģması sebebiyle yüzey üzerinde oluģan taģlama yönlenmelerinin beklendiği gibi daha diğer taģlama yönlenmelerine göre daha ince olduğu gözlenmiģtir. Bu üç taģla taģlanan merdaneler karģılaģtırıldığında TYROLIT 89A 220 taģıyla taģlanan merdane yüzeyinde gözle görülebilen izler olduğu fakat NORTON 23 A 280 K11 B18 ve TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģlarıyla taģlanan merdanelerde bu tipte bir taģlama problemi görülmemiģtir. 7.3 HaddelenmiĢ Alüminyum Folyo Malzemesi Yüzey Pürüzlülüğü Ölçüm Sonuçları Malzemeler Alüminyum Folyo Haddeleme prosesinde son pasoda TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdanelerle iģlem gördükten sonra yüzey özelliklerinin belirlenmesi amacıyla iki boyutlu batıcı iğne uçlu profilometre ile pürüzlülük ölçümlerine tabi tutulmuģtur.ölçümler hadde yönünde (ölçüm 1),hadde yönüne dik(ölçüm 2) ve hadde yönüne +/- 45 (ölçüm 3, ölçüm 4) olacak Ģekilde yapılmıģtır (ġekil 7.11).Çizelge 7.7, Çizelge 7.8 ve Çizelge 7.9 da yapılan ölçüm sonuçları verilmiģtir. 85

104 ġekil 7.11 : TYROLIT 89A 220 K11 ile taģlanmıģ merdane ile taģlanan malzeme yüzey pürüzlülük ölçüm grafiği. Çizelge 7.7 : TYROLIT 89A 220 K11 ile taģlanmıģ merdane ile taģlanan malzeme yüzey pürüzlülük ölçüm sonuçları. Parametre Ölçüm 1 Ölçüm 2 Ölçüm 3 Ölçüm 4 Ra 1,27 1,14 0,77 0,52 Rq 1,51 1,35 0,93 0,62 Rv 2,94 3,20 2,62 1,52 Rp 4,69 3,72 2,03 1,87 Rt 7,63 6,91 4,65 3,39 Max Ra 0,36 0,42 0,46 0,36 Rz 3,61 3,08 2,78 2,10 Çizelge 7.8 : NORTON 23 A 280 K11 B18 ile taģlanmıģ merdane ile taģlanan malzeme yüzey pürüzlülük ölçüm sonuçları. Parametre Ölçüm 1 Ölçüm 2 Ölçüm 3 Ölçüm 4 Ra 0,72 0,60 0,45 0,74 Rq 0,88 0,50 0,43 0,42 Rv 1,45 1,22 1,02 0,98 Rp 2,75 3,40 1,31 2,36 Rt 4,20 4,62 2,33 3,34 Max Ra 0,44 0,43 0,30 0,37 Rz 2,41 2,60 1,81 2,15 Çizelge 7.9 : TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 ile taģlanmıģ merdane ile taģlanan malzeme yüzey pürüzlülük ölçüm sonuçları. Parametre Ölçüm 1 Ölçüm 2 Ölçüm 3 Ölçüm 4 Ra 0,36 0,42 0,34 0,32 Rq 0,48 0,66 0,42 0,91 Rv 1,22 1,22 0,90 0,98 Rp 2,34 2,80 1,54 2,02 Rt 3,57 4,02 2,44 3,00 Max Ra 0,34 0,33 0,38 0,38 Rz 2,11 2,42 1,61 2,05 86

105 NORTON 23 A 280 K11 B18 ve TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 ile taģlanan merdanelerle çalıģılan malzemelerin pürüzlülük değerleri karģılaģtırıldığında TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 ile taģlanan merdaneile çalıģılan malzemenin yüzey pürüzlülüğünün daha düģük sonuçlar çıkardığı görülmüģtür. Bunun sebebi olarak da bu taģın daha ince aģındırıcıya sahip olması yorumu yapılabilmektedir. 7.4 Haddelemede OluĢan Kopma Numunelerinin SEM ve EDS Sonuçları Yapılan deneyler süresince, deney taģları ile taģlanan merdanelerle çalıģılan proseslerde toplam beģ adet kopma durumu ile karģılaģılmıģtır. Kopmalardan ikisi ilk taģlama taģı olan TYROLIT 89A 220 K11 B18 ile ikisi ikinci taģlama taģı olan NORTON 23 A 280 K11 B18 ile bir tanesi ise üçüncü taģlama taģı olan TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 ile çalıģıldığında gerçekleģmiģtir. Kopmaların taģlama kaynaklı ya da malzeme kaynaklı olmasının sonuçlarının ortaya konması amacıyla kopma yaģanan malzemelerden alınan numuneler Assan Alüminyum Ürün ve Proses GeliĢtirme Labaratuarı nda SEM ve EDS çalıģmalarına tabi tutulmuģtur. Alüminyum folyo haddeleme prosesinin son pasosunda malzemeler çift kat olarak hadde tezgahına alınırlar. Diğer bir ifadeyle hadde tezgahı giriģinde ardarda duran iki adet 14 μm malzeme üstüste gelecek Ģekilde tezgaha alınır ve haddeleme yapılır, böylece tezgaha giren malzeme kalınlığı 28 μm,çıkıģ kalınlığı ise 14 μm olur. Üstüste haddelenen malzemelerde kimyasal bir etkileģim olmaması için malzemelerin arasına hadde yağı damlatması yapılır, ki bu sayede iki folyo malzemesi arasında sedece fiziksel kontakt kurulmuģ olur. Sonraki iģlem kademesinde seperatörde bu iki kat malzeme açılarak iki adet 7 μm Alüminyum Folyo malzemesi elde edilir ve zaman, deformasyon kuvveti, elektrik gibi değerlerden de tasarruf sağlanmıģ olur. Çift kat haddelenen malzemelerin merdanelere temas eden yüzeyleri parlak, içte kalan ve merdanelere temas etmeyen yüzeyleri ise mat bir görünüm alır. Haddeleme prosesinde oluģan kopmalar sırasında yapılan SEM ve EDS çalıģmalarında, numunelerin iģte bu mat ve parlak yüeylerinde incelemeler yapılmıģtır. TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģıyla taģlanan merdaneler ile üretilen malzeme kopma numunelerinin EDS analizi sonuçları ve SEM görüntüleri ġekil 7.12 a ve b deki gibidir. Kopma bölgelerinden alınan numunelerin mat ve parlak yüzey 87

106 incelemelerinde kopmaya neden olacak herhangi bir bulgu belirlenmemiģtir. Dolayısıyla görülen deliklerin ve neticesinde kopma kaynağının merdane yüzeyindeki taģlama izlerinin olduğu kararına varılmıģtır. a) b) ġekil 7.12 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģıyla taģlanan merdaneler ile üretilen malzemede oluģan ilk kopma numuneleri. Parlak yüzey Mat yüzey a) b) c) d) ġekil 7.13 : TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģıyla taģlanan merdaneler ile üretilen malzemede oluģan kopma numuneleri SEM ve EDS sonuçları. Ġkinci kopma numunesi (TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģı ile taģlanan merdaneler) incelemesi ġekil 7.13 de görüldüğü gibidir. Görüntülerden de anlaģılacağı gibi folyo 88

107 malzemesi parlak yüzeyinde bir hat boyunca yer alan partiküller belirlenmiģtir. Mat yüzeyde sadece bu partiküllerin yol açtığı delikler görülmüģtür. EDS analizinde partiküllerden Si-Fe-O sinyalleri alınmıģtır Yapı içerisinde bulunan Si-Fe-O partikülleri incelendiğinde Alüminyum Folyo üretimi içerisinde karģılaģılabilen bir durum olduğundan kopmanın yapısal bir hatadan kaynaklanmadığı, dolayısıyla kopmanın taģlama operasyonu ile ilgili olduğu fikri benimsenmiģtir. NORTON 23 A 280 K11 B18 taģıyla taģlanan merdaneler ile üretilen malzeme kopma numuneleri EDS analizi sonuçları ve SEM görüntüleri ġekil 7.14 ve ġekil 7.15 deki gibidir. Folyo malzemesi parlak yüzeyinde herhangi bir bulgu elde edilemezken mat yüzeyde yoğun partiküller belirlenmiģtir. Partiküllerin büyük kısmından Fe-O sinyalleri alınırken, bazı bölgelerde delikler etrafında belirlenen büyük boyutlu fazlardan Mn, Fe, Al ve az miktarda O sinyalleri alınmıģtır. Ayrıca az sayıda rastlanan bazı partiküllerden Ca, K, Al, Si, O sinyalleri alınmıģtır. Yapı içerisinde görülen Ca,K,Mn elementleri ve bu elementlerin oluģturdukları oksit yapılarının filtrasyondan kaynaklı olduğu ve taģlamadan kaynaklanan bir problem olmadığı anlaģılmıģtır. a) b) ġekil 7.14 : NORTON 23 A 280 K11 B18 taģıyla taģlanan merdaneler ile üretilen malzemede oluģan ilk kopma numuneleri SEM görüntüleri. Ġkinci kopma numunesi (NORTON 23 A 280 K11 B18taĢı ile taģlanan merdaneler) incelemesi ġekil 7.16 dagörüldüğü gibidir. Kopma bölgelerinde Ti-Al-O ve Fe-O içeren partiküller görülmüģtür. Ti nin dökümde tane inceltme amaçlı olarak kullanılan TiB 2 kaynaklı olduğu dolayısıyla kopmanın malzeme hatasından kaynaklandığı görülmektedir. 89

108 a) b) c) d) ġekil 7.15 : NORTON 23 A 280 K11 B18 taģıyla taģlanan merdaneler ile üretilen malzemede oluģan ilk kopma numuneleri SEM ve EDS sonuçları a) b) ġekil 7.16 : NORTON 23 A 280 K11 B18 taģıyla taģlanan merdaneler ile üretilen malzemede oluģan ilk kopma numuneleri SEM ve EDS sonuçları TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģıyla taģlanan merdaneler ile üretilen malzeme kopma numuneleri EDS analizi sonuçları ve SEM görüntüleri ġekil 7.16 daki gibidir. EDS analizlerinde Ti sinyalleri alınmıģtır. Bu sinyallerin döküm kaynaklı TiB 2 90

109 kaynaklı olduğu dolayısıyla kopmanın malzeme hatasından kaynaklandığı görülmekte olup taģlama ile ilgili bir hata kaynağı ile karģılaģılmamıģtır. a) b) ġekil 7.17 : TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģıyla taģlanan merdaneler ile üretilen malzemede oluģan ilk kopma numuneleri SEM ve EDS sonuçları. c) Ġncelenen tüm kopma numuneleri neticesinde TYROLIT 89A 220 K11 B18 taģıyla taģlanan merdanelerle yapılan haddelemede oluģan kopmaların taģlama kaynaklı olduğu, NORTON 23 A 280 K11 B18 ve TYROLĠT 23 A 320 K11 B18 taģlarıyla taģlanan merdanelerle yapılan haddelemede oluģan kopmaların taģlama kaynaklı olmadığı sonucuna varılmıģtır. 7.5 Haddeleme Proses Parametreleri Ölçümleri Assan Alüminyum Tesislerinde üretilen AA 8079 AlaĢımı Folyo malzemesinin son pasında yapılan haddelemede proses parametreleri incelenmesi çalıģmalarında Folyo 91